JP5266002B2 - Method and system for automated software control of waterjet orientation parameters - Google Patents

Method and system for automated software control of waterjet orientation parameters Download PDF

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Abstract

The invention refers to a method in a computer system for controlling a jet apparatus to cut along a designated cutting path of a material to produce a target piece having a geometric specification, the jet apparatus having a cutting head and a plurality of modifiable process parameters; comprising: retrieving a representation of a predictive data model that models the effects of values of at least one orientation characteristic of the cutting head on a cut produced using those values; automatically and dynamically determining a plurality of values for the at least one orientation characteristic from the retrieved data model representation in accordance with values of the process parameters; and using the determined plurality of values for the at least one orientation characteristic to control the jet apparatus to cut along the designated path to produce the target piece.

Description

本発明は、流体ジェットを自動的に制御する方法およびシステムに関し、特に、リード、テーパー、および他の方位、ならびに予測モデルを利用して高圧ウォータージェットのプロセスパラメータを自動的に制御する方法およびシステムに関する。   The present invention relates to a method and system for automatically controlling a fluid jet, and more particularly to a method and system for automatically controlling process parameters of a high pressure water jet utilizing a lead, taper, and other orientations, and a predictive model. About.

高圧研磨ウォータージェットを含む高圧流体ジェットは、多くの異なる産業において、さまざまな材料をカットするために用いられている。研磨ウォータージェットは、厚い金属、ガラス、またはセラミック材料等の困難であるか、厚いか、または凝集した材料をカットする際に特に有用であることが証明されている。例えば、本発明の譲受人であるFlow International Corporationにより製造されるPaser3システム等の高圧研磨ウォータージェットを発生させるシステムが、現在利用可能である。このタイプの研磨ジェットカッティングシステムは、Flowの米国特許第5,643,058号に示され、かつ記載されている。本明細書中を通して用いられる「高圧流体ジェット」および「ジェット」という用語は、高圧ウォータージェットおよび高圧研磨ウォータージェットを含むがこれらに限定されない高圧流体ジェットの全てのタイプを援用することが理解されるべきである。このようなシステムにおいて、高圧流体(通常は水)は、カッティングヘッドの開口部を通って流れ、高圧ジェットを形成する。ジェットがミキシングチューブを通って流れる間に、研磨粒子は、この高圧ジェットへと結合される。高圧研磨ウォータージェットは、ミキシングチューブから放出され、設計された経路に沿ってワークピースをカットするようにワークピースへと方向付けられる。   High pressure fluid jets, including high pressure abrasive water jets, are used to cut a variety of materials in many different industries. Abrasive water jets have proven particularly useful in cutting difficult, thick or agglomerated materials such as thick metal, glass, or ceramic materials. For example, systems that generate high pressure polishing water jets such as the Passer 3 system manufactured by Flow International Corporation, the assignee of the present invention, are currently available. This type of abrasive jet cutting system is shown and described in Flow US Pat. No. 5,643,058. It is understood that the terms “high pressure fluid jet” and “jet” as used throughout this specification incorporate all types of high pressure fluid jets, including but not limited to high pressure water jets and high pressure abrasive water jets. Should. In such a system, a high pressure fluid (usually water) flows through the opening of the cutting head to form a high pressure jet. As the jet flows through the mixing tube, abrasive particles are combined into this high pressure jet. The high pressure abrasive water jet is discharged from the mixing tube and directed to the workpiece to cut the workpiece along the designed path.

設計された経路に沿って高圧の流体ジェットを移動させるさまざまなシステムが、現在利用可能である。このようなシステムは、通常、3軸および5軸機として参照される。従来の3軸機は、x−y平面に沿い、かつz軸に対して垂直に移動することができる、すなわちワークピースに向かい、かつワークピースから離れるように、カッティングヘッドアセンブリをマウントしている。この方法では、カッティングヘッドアセンブリによって発生する高圧流体ジェットは、所望され得るように、x−y平面の設計された経路に沿って移動し、ワークピースに対して上下する。従来の5軸機は、同様の態様で作用するが、2つのさらなる回転軸(通常は、1つの水平軸および1つの垂直軸であり、他の軸との組み合わせである程度の傾斜および回転を達成する)に対する運動を提供する。   Various systems are currently available that move a high pressure fluid jet along a designed path. Such systems are commonly referred to as 3-axis and 5-axis machines. A conventional triaxial machine mounts the cutting head assembly so that it can move along the xy plane and perpendicular to the z axis, i.e., toward and away from the workpiece. . In this manner, the high pressure fluid jet generated by the cutting head assembly moves along the designed path in the xy plane and moves up and down relative to the workpiece, as may be desired. A conventional five-axis machine works in a similar manner, but with two additional axes of rotation (usually one horizontal and one vertical axis, in combination with the other axes to achieve some tilt and rotation To provide exercise.

5つの軸についてジェットを操作することは、例えば、3次元形状をカットすることに対して、さまざまな理由により有用であり得る。このような操作はまた、ジェットのカッティングの特徴またはカッティングした結果の特徴を補正することが望まれ得る。より詳細には、通常の当業者によって理解されるように、研磨ウォータージェット等のジェットによって生成されるカットは、より従来の機械的プロセスにより生成されるカットとは異なる特徴を有する。高圧流体ジェットの利用により生じ得るカットの特徴の2つは、「テーパー」および「トレイルバック(trailback)」であるとして参照される。図1は、テーパーの例を示す。テーパーは、垂直面に対するカット壁面の角度である。テーパーは、通常、上面(ジェットがワークピースに入る場所)において底面(ジェットがワークピースから出る場所)とは異なる寸法を有するターゲットピースとなる。図2は、トレイルバックの例を示す。トレイルバックはまた、ドラッグとも呼ばれ、ワークピースへジェットが入った点より移動の方向に対して後ろのある点で高圧流体ジェットがワークピースを出るという現象を同定する。これらの2つのカットの特徴、すなわちテーパおよびトレイルバックが所望の完成品を与えられた場合に許容されてもよいし、許容されないく
てもよい。テーパーおよびトレイルバックは、カットの速度に応じて変化する。従って、過剰なテーパーおよび/またはトレイルバックを制御する1つの公知の方法は、システムのカッティング速度を遅くすることである。テーパーおよびトレイルバックを最小化するか、または排除することが望ましい状況では、原始的な手動による試行錯誤により、従来の5軸システムが利用され、ジェットがカッティング経路に沿って移動するにつれてジェットにテーパーおよびリード角度の補正を加えてきた。
Manipulating the jet about five axes may be useful for a variety of reasons, for example, for cutting a three-dimensional shape. Such an operation may also be desired to correct the jet cutting characteristics or the resulting cutting characteristics. More particularly, as will be appreciated by those of ordinary skill in the art, cuts produced by jets, such as abrasive water jets, have different characteristics than cuts produced by more conventional mechanical processes. Two of the cut features that can result from the use of a high-pressure fluid jet are referred to as being “tapered” and “trailback”. FIG. 1 shows an example of a taper. Taper is the angle of the cut wall with respect to the vertical plane. The taper typically results in a target piece having a different dimension on the top surface (where the jet enters the workpiece) than on the bottom surface (where the jet exits the workpiece). FIG. 2 shows an example of trailback. Trailback, also called dragging, identifies the phenomenon in which a high pressure fluid jet exits a workpiece at a point behind the point of movement from the point where the jet enters the workpiece. These two cut features, taper and trailback, may or may not be allowed given the desired finished product. The taper and trailback vary depending on the cutting speed. Thus, one known method of controlling excessive taper and / or trailback is to slow the system cutting speed. In situations where it is desirable to minimize or eliminate taper and trailback, a primordial manual trial and error utilizes a conventional five-axis system that tapers the jet as it travels along the cutting path. And correction of lead angle.

(発明の要旨)
簡単にまとめると、本発明の方法およびシステムは、流体ジェットの方位パラメータを自動的に制御して、生成されるカットおよびカットにより生じるピースの外形のより強力な制御を達成した。これらの方法およびシステムは、異なる数の軸の周りの運動を利用してカッティングヘッドを制御するような、異なるタイプのジェット装置にも利用され得る。例となるいくつかの実施形態は、Dynamic Waterjet Control
System(「DWCS」)を提供し、速度および/または他のプロセスパラメータの関数として、カットされつつある材料に対するジェットの方位を動的に制御する。方位パラメータは、例えば、スタンドオフの補償値、ならびにカッティングヘッドのテーパーおよびリード角度等の、カッティング経路に沿ったジェットのx−y位置、ならびにジェットの3次元方位パラメータを含む。ある実施形態では、DWCSは、予測モデルのセットを利用して、速度の関数として任意のジオメトリの適切な方位パラメータを自動的に決定する。この方法では、これらのモデルは、各ジオメトリ学的なエンティティに対して、カッティングヘッドの異なるプロセス条件の下で、カッティングヘッドのスピードを適切なリードおよびテーパー角度に動的に整合させる。例えば、コーナーがカットされる場合、通常カッティングヘッドは、速度が遅くなる。いくつかの場合、自動化されたリードおよびテーパー角度判定技術を利用して、減速を弱めつつ、カッティングヘッドがより正確なカットを達成し得る。
(Summary of the Invention)
Briefly summarized, the method and system of the present invention automatically controlled the orientation parameters of the fluid jet to achieve a more powerful control of the cut produced and the resulting piece outline. These methods and systems can also be used with different types of jet devices that utilize movement about different numbers of axes to control the cutting head. Some exemplary embodiments are the Dynamic Waterjet Control.
A System (“DWCS”) is provided to dynamically control the orientation of the jet relative to the material being cut as a function of speed and / or other process parameters. Azimuth parameters include, for example, standoff compensation values, and the xy position of the jet along the cutting path, such as the taper and lead angle of the cutting head, and the three-dimensional orientation parameter of the jet. In some embodiments, DWCS utilizes a set of predictive models to automatically determine the appropriate orientation parameters for any geometry as a function of velocity. In this way, these models dynamically match the cutting head speed to the appropriate lead and taper angles for each geometric entity under different cutting head process conditions. For example, when corners are cut, the cutting head usually slows down. In some cases, automated lead and taper angle determination techniques can be utilized to allow the cutting head to achieve a more accurate cut while reducing deceleration.

ある実施形態では、DWCSは、あるユーザインターフェースを利用する。このユーザインターフェースは、グラフィカルユーザインターフェース(「GUI」)、運動プログラムジェネレータ、1つ以上の置き換え可能モデル、およびカッティングヘッドのコントローラに対する通信インターフェースとして実装され得る。DWCSは、選択的にターゲットピースを設計するCAD性能を提供するか、または他の手段によってCAD入力を受け取る。いくつかの実施形態において、DWCSは、別個のコンピュータワークステーションに常駐する。一方、他の実施形態では、DWCSは、コントローラ、またはコントローラに関連するコンピュータに常駐する。   In some embodiments, the DWCS utilizes a user interface. This user interface may be implemented as a communication interface to a graphical user interface (“GUI”), an exercise program generator, one or more replaceable models, and a controller of the cutting head. The DWCS provides CAD capability to selectively design the target piece or receive CAD input by other means. In some embodiments, the DWCS resides on a separate computer workstation. However, in other embodiments, the DWCS resides on a controller or a computer associated with the controller.

運動プログラムジェネレータは、ジェット装置のコントローラの運動プログラムを動的に生成する。生成された運動命令は、コントローラおよび/またはジェット装置の要件に依存し、従って、運動プログラムジェネレータは、各タイプのコントローラに対して異なるタイプの制御命令を生成するように合わせられる。   The motion program generator dynamically generates a motion program for the controller of the jet device. The generated motion commands depend on the requirements of the controller and / or jet device, and therefore the motion program generator is tailored to generate different types of control commands for each type of controller.

運動プログラムジェネレータは、各ジオメトリ学的なエンティティに対し、そのエンティティの判定速度の関数としてリードおよびテーパー角度調節を判定する。ある実施形態では、リードおよびテーパー角度調節は、ミキシングチューブ長または開口部径のような他のプロセスパラメータの関数である。別の実施形態では、スピードおよび加速モデルをDWCSで利用して、リードおよびテーパー角度調節を判定する前に、エンティティの速度を判定する。いくつかの実施形態では、リードおよびテーパー角度調節は、速度調節と同時に判定される。   The motion program generator determines for each geometric entity the lead and taper angle adjustments as a function of the entity's decision speed. In certain embodiments, lead and taper angle adjustments are a function of other process parameters such as mixing tube length or aperture diameter. In another embodiment, a speed and acceleration model is utilized in DWCS to determine the velocity of the entity prior to determining lead and taper angle adjustments. In some embodiments, lead and taper angle adjustments are determined simultaneously with speed adjustments.

本発明の技術によって利用されるモデルは、異なるプロセスパラメータ値によって指定される、変化する条件の下で達成され得るカットの外形をモデル化する。任意のジオメトリに対してリードおよびテーパーの値を提供するいくつかの技術を利用して、リードおよびテーパーモデルを実装し得る。いくつかの実施形態では、リードおよびテーパーモデルは、多項式のセットを含む。他の実施形態では、リードおよびテーパーモデルは、ジオメトリのセットに対するリードおよびテーパー角度をモデル化する別個の値のルックアップテーブルを含む。いくつかの実施形態では、リードおよびテーパーモデルは、速度および材料の厚さの関数としてリードおよびテーパー角度をモデル化する。さらに、ある実施形態は、現在の終点の経路に対するタンジェントの角度を含み、コーナーまたは他の交差点のようなエンティティの周りのより滑らかな遷移の判定をサポートする。   The model utilized by the technique of the present invention models a cut profile that can be achieved under varying conditions specified by different process parameter values. Several techniques that provide lead and taper values for any geometry may be utilized to implement the lead and taper model. In some embodiments, the lead and taper model includes a set of polynomials. In other embodiments, the lead and taper model includes a separate value lookup table that models the lead and taper angles for a set of geometries. In some embodiments, the lead and taper model models the lead and taper angle as a function of speed and material thickness. In addition, some embodiments include a tangent angle with respect to the current endpoint path to support the determination of smoother transitions around entities such as corners or other intersections.

さらに別の実施形態では、リードおよびテーパー角度は、カッティング経路全体または一部分に対して、オペレータにより手動で上書きされ得る。さらに、自動化されたリードおよびテーパー角度調節は、いくつかのパラメータの手動の上書きと連動して動作し得る。   In yet another embodiment, the lead and taper angles can be manually overwritten by the operator for all or a portion of the cutting path. Furthermore, automated lead and taper angle adjustments can operate in conjunction with manual overwriting of several parameters.

いくつかの実施形態では、1つ以上の方位パラメータを自動的に判定するプロセス、およびそれに応じてカッティングヘッドを制御するプロセスのいくつか、または全てが、ジェット装置のコントローラ、またはコントローラに直接接続されたソフトウェア/ハードウェア/ファームウェアによって実行される。   In some embodiments, some or all of the process of automatically determining one or more orientation parameters, and controlling the cutting head accordingly, is directly connected to the jet device controller or controller. Executed by software / hardware / firmware.

本発明の実施形態は、ウォータージェットのリードおよびテーパー角度ならびに他の方位パラメータを自動的に制御して、ウォータージェットによって生成されるカットおよびカットにより生じるピースの外形のより優れた制御を達成する、コンピュータベースかつネットワークベースの方法およびシステムを提供する。本発明の例示的な実施形態は、Dynamic Waterjet Control System(「DWCS」)を提供して、カットされつつある材料に対するジェットの方位を速度および/または他のプロセスパラメータの関数として動的に制御する。DWCSは、予測モデルのセットを利用して、例えば、適切であれば、スタンドオフ位置、ならびにカッティングヘッドの傾斜および回転等の、カッティング経路に沿ったジェットのx軸,y軸(2次元)位置、ならびにジェットの3次元方位を動的に制御する。予測モデルは、これらの方位パラメータの適切な設定を示して、カットおよびカットの結果として生じるピースの外形の所望の特徴を達成する。DWCSの広範な制御性能により、オペレータは、手動による干渉ではなく、自動モードでウォータージェット機を利用し、カットされつつある特定のワークピースに対するジェットの方位を当業者であるオペレータに応じて手動で制御することができる。このように、DWCSの自動化性能は、製造時間の減少、ならびにカッティングプロセスの正確な制御をサポートする。   Embodiments of the present invention automatically control the waterjet lead and taper angles and other orientation parameters to achieve better control of the cut generated by the waterjet and the shape of the piece produced by the cut, Computer-based and network-based methods and systems are provided. Exemplary embodiments of the present invention provide a Dynamic Waterjet Control System (“DWCS”) to dynamically control jet orientation relative to material being cut as a function of velocity and / or other process parameters. . The DWCS uses a set of predictive models to, for example, standoff position and, if appropriate, the x- and y-axis (two-dimensional) positions of the jet along the cutting path, such as the tilt and rotation of the cutting head As well as dynamically controlling the three-dimensional orientation of the jet. The predictive model shows the proper setting of these orientation parameters to achieve the desired characteristics of the cut and the resulting piece outline. DWCS's extensive control capabilities allow operators to manually control the orientation of a jet relative to a particular workpiece being cut, depending on the person skilled in the art, using a water jet in automatic mode rather than manual interference can do. Thus, the automated performance of DWCS supports reduced manufacturing time as well as precise control of the cutting process.

ウォータージェット、特に研磨ウォータージェットに関して本明細書中で議論されるように、当業者には、本発明の技術が、添加剤または研磨剤が利用されるかどうかに拘らず、高圧または低圧で生成される任意のタイプの流体ジェットに適用され得ることを理解される。さらに、当業者には、異なる予測モデルが開発され、組み込まれた場合に、これらの技術を改変して、x軸、y軸、スタンドオフ、傾斜角度、およびリード角度ジェット方位パラメータを速度以外のプロセスパラメータの関数として制御し得ることが理解される。   As discussed herein with respect to water jets, particularly abrasive water jets, those skilled in the art will recognize that the techniques of the present invention may be generated at high or low pressure, regardless of whether additives or abrasives are utilized. It is understood that any type of fluid jet that can be applied. In addition, those skilled in the art will modify these techniques when different prediction models are developed and incorporated to change the x-axis, y-axis, standoff, tilt angle, and lead angle jet orientation parameters other than velocity. It is understood that it can be controlled as a function of process parameters.

図3は、Dynamic Waterjet Control Systemを利用してターゲットピースを生成することを示すブロック図である。通常の動作では、オペレータ301は、コンピュータワークステーション302でCAD(「Computer−A
ided Design」)プログラムまたはパッケージを利用して、ワークピース材料303から切り取られるピース301のデザイン(例えば、製造される部分)を指定する。コンピュータワークステーション302は、研磨ウォータージェット(AWJ)カッティング装置320に隣接する、リモート接続される、または直接接続される。例となる高圧流体ジェット装置は、「APPARATUS FOR GENERATING AND
MANIPULATING A HIGH−PRESSURE FLUID JET」と称される同時に出願された米国特許出願第09/940,689号に記載される。周知のCADプログラムまたはパッケージを利用して、ピース310のデザインを指定し得る。さらに、CAD設計パッケージはまた、Dynamic Waterjet Control System自体に組み込まれ得る。生成されるデザインは、DWCS304に入力され、DWCS304は、その後、残りの図面にさらなる詳細が記載されるように、ワークピース材料303をカットするジェット装置320の制御方法を指定する運動プログラム305を生成する。オペレータによって指定される場合、DWCS304は、運動プログラム305をハードウェア/ソフトウェアコントローラ321(例えば、CNC「Computer Numeric Controller」)に送る。ハードウェア/ソフトウェアコントローラ321は、ジェット装置320を駆動して、運動プログラム305に含まれる命令に従ってワークピース材料をカットして、ターゲットピース310を製造する。この方法で利用される場合、DWCSは、ターゲットピースを製造するために、CAM(「Computer−Aided Manufacturing」)プロセスを提供する。
FIG. 3 is a block diagram illustrating the generation of a target piece using the Dynamic Waterjet Control System. In normal operation, an operator 301 may use a CAD (“Computer-A” at a computer workstation 302.
ided Design ") program or package is used to specify the design (eg, the part to be manufactured) of the piece 301 to be cut from the workpiece material 303. Computer workstation 302 is adjacent, remotely connected, or directly connected to an abrasive water jet (AWJ) cutting device 320. An example high-pressure fluid jet device is "APPARATUS FOR GENERATION AND AND".
It is described in co-filed US patent application Ser. No. 09 / 940,689, referred to as “MANIPULATING A HIGH-PRESSURE FLUID JET”. A well-known CAD program or package may be utilized to specify the design of piece 310. Further, the CAD design package can also be incorporated into the Dynamic Waterjet Control System itself. The generated design is input into the DWCS 304, which then generates a motion program 305 that specifies how to control the jet device 320 to cut the workpiece material 303, as described in further detail in the remaining drawings. To do. If specified by the operator, the DWCS 304 sends the exercise program 305 to a hardware / software controller 321 (eg, CNC “Computer Numeric Controller”). The hardware / software controller 321 drives the jet device 320 to cut the workpiece material according to the instructions contained in the motion program 305 to produce the target piece 310. When used in this manner, DWCS provides a CAM (“Computer-Aided Manufacturing”) process to manufacture target pieces.

図3に説明されるDWCSは、ジェット装置に接続されているが、分離されたコンピュータワークステーションに常駐するように示されているが、当業者には、ジェット装置およびコンピュータまたは他のコントローラ(ジェットシステム)の実際の構成に依存して、DWCSは、代替として、ジェットシステム全体の中の他のデバイス上に配置され得ることが理解される。例えば、DWCSは、(マシンに関連したソフトウェア/ファームウェア/ハードウェアの一部分として)ジェット装置自体のコントローラに組み込まれ得る。この場合、運動プログラムが縮小され、むしろ、ジェット方位パラメータに対する自動調節の判定は、コントローラコード自体に組み込まれる。もしくは、例えば、DWCSは、コントローラに直接接続されるコンピュータシステム上に常駐し得る。全てのこのような組み合わせまたはパラメータは、本発明の方法およびシステムによって考慮され、かつ、運動プログラムおよびその形式の詳細等の、記載されるDWCSに対する適切な改変は、流体ジェットシステムならびに関連する制御ハードウェアおよびソフトウェアの詳細に基づいて理解される。   Although the DWCS described in FIG. 3 is connected to a jet device but is shown to reside on a separate computer workstation, those skilled in the art will recognize that a jet device and a computer or other controller (jet It will be understood that depending on the actual configuration of the system, the DWCS may alternatively be located on other devices in the overall jet system. For example, the DWCS can be incorporated into the controller of the jet device itself (as part of the software / firmware / hardware associated with the machine). In this case, the motion program is reduced, rather, the automatic adjustment determination for the jet orientation parameter is incorporated into the controller code itself. Or, for example, the DWCS may reside on a computer system that is directly connected to the controller. All such combinations or parameters are considered by the method and system of the present invention, and appropriate modifications to the described DWCS, such as details of the motion program and its type, can be found in the fluid jet system and associated control hardware. Understand the details of the hardware and software.

図4は、Dynamic Waterjet Control Systemの例示的な実施形態のブロック図である。DWCS401は、運動プログラムジェネレータ/カーネル402、グラフィカルユーザインターフェース(「GUI」)等のユーザインターフェース403、CAD設計モジュール404、1つ以上の置き換え可能方位またはプロセスモデル405、ならびにジェット装置コントローラ409に対するインターフェースを含む。運動プログラムジェネレータ402は、CAD設計モジュール404およびユーザインターフェース403から入力を受け取り、ジェットを制御するコントローラ(CNC)に送信され、かつこのコントローラ(CNC)によって実行され得る運動プログラムを構築する。当業者には、これらのコンポーネントの別の構成および組み合わせが、本発明の技術とともに利用されるように等しく考慮されることが認識される。例えば、CAD設計モジュール404は、ユーザインターフェース403に組み込まれ得る。ある実施形態では、ユーザインターフェース403は、運動プログラムジェネレータ402に相互に接続されることにより、ユーザインターフェース403は、プログラムのフローを制御し、運動プログラムを生成する。別の実施形態では、コアプログラムフローは、カーネルモジュールにおいて隔離され、カーネルモジュールは、運動プログラムジェネレータ402か
ら分離される。置き換え可能モデル405は、運動プログラムジェネレータ402に数学的モデル406、407、408、および409のセットへのアクセス権を提供する。これらの数学的モデルは、適切なジェット方位およびカッティングプロセスパラメータを判定するために利用される。各数学的モデル406、407、408、および409は、1つ以上の等式または表を含み、この1つ以上の等式または表は、運動プログラムの結果として生じるコマンドに対して特定の値を生成する運動プログラムジェネレータ402によって利用され、所望のカッティングの特徴または挙動を生成する。例えば、5軸機の環境では、これらの等式を利用して、適切な場合のそれぞれのコマンドのx軸位置、y軸位置、zスタンドオフ補償値、リード角度、およびテーパー角度を生成する。置き換え可能モデル405は、好ましくは、複数の動的な置き換え可能な数学的モデルを提供する。例えば、好ましい実施形態では、モデル405は、リードおよびテーパー角度値を生成する等式のセット406、速度および加速度値を生成する等式のセット407、曲線、コーナー等をカットする修正されたカッティングプロセスパラメータ値を生成する等式のセット408、ならびに他のモデル409を備える。数学的モデル406、407、408、および409は、通常、カッティングデータの経験的観測および従来の分析に基づいて、経験的かつ理論的に生成される。特に、以下にさらなる詳細が議論されるように、リードおよびテーパーモデル406は、任意の形状のリードおよびテーパー角度値を生成するために用いられ得る予測モデルである。ある実施形態では、DWCSはまた、コントローラ409に対するインターフェースを含み、コントローラ409は、コントローラとDWCSとの双方向通信のための機能を提供する。これらのコントローラの機能を利用して、例えば、ターゲットピースがワークピースからカットされつつある進行中のカッティング経路を表示する。さらに、これらの機能を利用して、付属の数学的かつ電気的デバイスの現在の状態等の、カッティング装置の値を取得する。
FIG. 4 is a block diagram of an exemplary embodiment of the Dynamic Waterjet Control System. The DWCS 401 includes an exercise program generator / kernel 402, a user interface 403 such as a graphical user interface (“GUI”), a CAD design module 404, one or more replaceable orientation or process models 405, and an interface to the jet device controller 409. . The exercise program generator 402 receives inputs from the CAD design module 404 and the user interface 403 and builds an exercise program that can be sent to and executed by a controller (CNC) that controls the jet. Those skilled in the art will recognize that other configurations and combinations of these components are equally contemplated for use with the techniques of the present invention. For example, the CAD design module 404 can be incorporated into the user interface 403. In some embodiments, the user interface 403 is interconnected to the exercise program generator 402 so that the user interface 403 controls the flow of the program and generates an exercise program. In another embodiment, the core program flow is isolated in the kernel module, and the kernel module is isolated from the exercise program generator 402. The replaceable model 405 provides the exercise program generator 402 with access to a set of mathematical models 406, 407, 408, and 409. These mathematical models are utilized to determine the appropriate jet orientation and cutting process parameters. Each mathematical model 406, 407, 408, and 409 includes one or more equations or tables that have specific values for the commands that result from the exercise program. Used by the generating motion program generator 402 to generate the desired cutting features or behavior. For example, in a 5-axis machine environment, these equations are used to generate the x-axis position, y-axis position, z standoff compensation value, lead angle, and taper angle for each command where appropriate. The replaceable model 405 preferably provides a plurality of dynamic replaceable mathematical models. For example, in a preferred embodiment, the model 405 includes a set of equations 406 that generate lead and taper angle values, a set of equations 407 that generate velocity and acceleration values, a modified cutting process that cuts curves, corners, and the like. A set of equations 408 for generating parameter values as well as other models 409 are provided. Mathematical models 406, 407, 408, and 409 are typically generated empirically and theoretically based on empirical observations and conventional analysis of cutting data. In particular, as discussed in further detail below, the lead and taper model 406 is a predictive model that can be used to generate any shape of lead and taper angle values. In some embodiments, the DWCS also includes an interface to the controller 409, which provides functionality for bidirectional communication between the controller and the DWCS. Utilizing these controller functions, for example, an ongoing cutting path is displayed as the target piece is being cut from the workpiece. In addition, these functions are used to obtain cutting device values, such as the current state of the attached mathematical and electrical devices.

当業者には、DWCSのコンポーネントの多くの異なる構成および機能の分割が可能であることが理解される。さらに、データ形式、ユーザインターフェース画面、コードフロー図、メニューオプション等の、このDWCSの例となる実施形態に対する特定の詳細が説明されるが、当業者には、本発明の技術が、本明細書中に記載されるいくつかの特定の詳細を用いずに、または他の特定の詳細を用いて実現され得ることが理解される。他の特定の詳細とは、例えば、コードフロー図の順序、またはユーザインターフェース画面に示される特定の特徴に関する変更である。本発明を不明瞭にすることを避けるために、周知の構造およびステップは、詳細に示されていない。   Those skilled in the art will appreciate that many different configurations and functional divisions of DWCS components are possible. Further specific details for this exemplary embodiment of the DWCS, such as data format, user interface screens, code flow diagrams, menu options, etc. will be described, although those skilled in the art will understand the techniques of the present invention It is understood that some specific details described therein can be used without or with other specific details. Other specific details are, for example, changes in the order of the code flow diagrams or specific features shown on the user interface screen. In other instances, well-known structures and steps have not been shown in detail in order to avoid obscuring the present invention.

図5は、ターゲットピースをカットするためのDynamic Waterjet Control Sysytemの例示的実施形態によって実行されるステップの例示的なフローチャートである。ステップ501においてDWCSは、オペレータからの様々な入力データを集める。様々な入力データは、CAD形式のターゲットピースのデザイン(ジオメトリ仕様)または同等物を含む。さらに、ターゲットピースのカスタマの要件はまた、表面仕上げの指示あるいは時々言及されるカットの質の指示のような指定されたりあるいは集められたりすることが必要である。DWCSへのこの情報の指示のためのさまざまな技術は用いられ得る。ある例示的実施形態において、CADパッケージは、オペレータに各ドーロイングエンティティに対して異なる表面仕上げを指定することを可能にする。例えば、これらの表面仕上げは、速度スケールのパーセンテージで指示され得る。しかし、当業者は、表面仕上げまたはカットの質の指示のために他のスケールが用いられることを理解する。例えば、速度に関して指示する代わりのスケールは用いられ得、あるいは「荒仕上げ」、「中間仕上げ」、および「滑らかな仕上げ」のような質の指示である。速度は表面仕上げ(あるいはカットの質)と交換され、このように速度および仕上げの質は、どのようなスケールが用いられるかで推測され得る。しかし、DWCSは、より高速でジェット装置を作動させているが、自動テーパーおよびリードアングル補償によってより寸法的に正確なピースの製作を援用し得ることに留意する。   FIG. 5 is an exemplary flowchart of the steps performed by the exemplary embodiment of the Dynamic Waterjet Control System for cutting a target piece. In step 501, the DWCS collects various input data from the operator. The various input data includes a target piece design (geometry specification) or equivalent in CAD format. Furthermore, the customer requirements of the target piece also need to be specified or gathered, such as surface finish instructions or cut quality instructions sometimes mentioned. Various techniques for indicating this information to the DWCS can be used. In one exemplary embodiment, the CAD package allows the operator to specify a different surface finish for each drawing entity. For example, these surface finishes can be indicated as a percentage of the speed scale. However, those skilled in the art will appreciate that other scales can be used to indicate surface finish or cut quality. For example, alternative scales that indicate speed can be used, or quality indications such as “rough finish”, “intermediate finish”, and “smooth finish”. Speed is interchanged with surface finish (or cut quality), and thus speed and finish quality can be inferred on what scale is used. However, although DWCS is operating the jet device at higher speeds, it should be noted that automatic taper and lead angle compensation can assist in making more dimensionally accurate pieces.

ステップ502において、DWCSは通常、オペレータからプロセスパラメータを集める。これらのパラメータはデフォルト値を有し、あるいはいくつかはジェット装置コントローラから照会され得る。ある例示的実施形態において、(以下の図8に示される)DWCSは、プロセスパラメータとしてカットされる材料のタイプに対する値を決定する。プロセスパラメータは、材料の厚さ、水圧、オリフィス径、研磨剤流速、研磨剤タイプ、ミキシングチューブ直径ならびにミキシングチューブ長である。   In step 502, the DWCS typically collects process parameters from the operator. These parameters have default values, or some can be queried from the jet device controller. In one exemplary embodiment, the DWCS (shown in FIG. 8 below) determines a value for the type of material to be cut as a process parameter. Process parameters are material thickness, water pressure, orifice diameter, abrasive flow rate, abrasive type, mixing tube diameter and mixing tube length.

ステップ503においてDWCSオフセット経路を自動計算するために入力プロセスパラメータを利用する。オフセット経路は、ジェットが実際に着手する任意の幅(ジェットに起因するカットの幅)を計上してターゲットピースがカットされる場合に、フォローされるために必要な経路である。これは、指定されたものより小さいあるいは大きいピースの製作を妨げる。ジェットの特性は、例えば、摩耗によって自然に変化するにつれて、ジェットプロセスパラメータは正確なオフセットを計算するための対応した修正が必要である。いくつかの実施形態において、オフセット経路は、コントローラによって決定され、かつ運動プログラム方位パラメータの適切な変換は、コントローラによってなされる。   In step 503, input process parameters are used to automatically calculate the DWCS offset path. The offset path is a path that is necessary to be followed when the target piece is cut by counting an arbitrary width (cut width caused by the jet) that the jet actually starts. This prevents the production of smaller or larger pieces than specified. As jet characteristics change naturally due to, for example, wear, jet process parameters require corresponding modifications to calculate accurate offsets. In some embodiments, the offset path is determined by the controller and the appropriate transformation of the motion program orientation parameter is made by the controller.

ステップ504〜507は、運動プログラムデータ構造中の格納された所定のプログラム値の増加によって運動プログラムを蓄積する。好ましくは、データ構造へのエントリは、格納された運動プログラム指示に対応し、運動プログラム指示はジェットコントローラによって実行され得る。ステップ504において、DWCSは、カッティング速度を割り当てるために適切であるエンティティにおける「分割する」ジオメトリによってデザインされたターゲットピースのコンポーネントドーロイングエンティティを決定する。このステップは、例えば、CAD/CAMファイルを修正することによってデザインセグメンテーションを提供する、公知で既製のソフトウェアシステムを用いて、現時点または他のところで、いつの間にか実行され得る。一旦、セグメンテーションが実施されると、ステップ505で、DWCSは公知の速度および加速度モデル(例えば、図4の速度モデル407)および公知のコーナモデル(例えば、図4のコーナモデル408)に基づくドローイングエンティティに速度値を割り当てる。速度モデルおよびコーナモデルは、円、孤およびコーナのようなカッティングエンティティに対する好ましい速度低下を考慮する。これらのモデルの実施例は、例えば、Flow International Corporationによって現在製造されるFlowMaster(R)制御形状カッティングシステムが現在入手可能であり、かつこれらのモデルの同等品あるいは類似モデルは一般的に当業者によって知られている。DWCSの目的のために、速度と同様に長く用いられ得る速度および加速度モデルおよび/またはコーナモデルは特定のドローイングエンティティを示す。一般的に速度および加速度モデルは、ライン、孤、円ならびに特定のマシンの特徴のような既知のジオメトリに基づく速度のスケール(例えば、ジェット装置の最大能力速度のパーセンテージ)を生成する方程式および試験へのアクセスを提供する。例えば、密接した半径の孤は、ジェットカッティングが最大よりゆっくりとした速度で開始することを要求する。さらに、速度および加速度モデルは、速度推移が特定のジェット装置の加速度特性に基づいて遭遇する場合、ドローイングエンティティの速度を調整するために用いられる。   Steps 504-507 accumulate the exercise program by incrementing the stored predetermined program value in the exercise program data structure. Preferably, the entry to the data structure corresponds to a stored exercise program instruction, which can be executed by the jet controller. In step 504, the DWCS determines the component drawing entity of the target piece designed by the “split” geometry in the entity that is appropriate to assign the cutting speed. This step can be performed at some point, either now or elsewhere, using known and off-the-shelf software systems that provide design segmentation, for example, by modifying CAD / CAM files. Once segmentation is performed, at step 505, the DWCS draws a drawing entity based on a known velocity and acceleration model (eg, velocity model 407 in FIG. 4) and a known corner model (eg, corner model 408 in FIG. 4). Assign a speed value to. The velocity model and the corner model take into account the preferred velocity reduction for cutting entities such as circles, arcs and corners. Examples of these models are currently available, for example, the FlowMaster® controlled shape cutting system currently manufactured by Flow International Corporation, and equivalent or similar models of these models are generally Are known. For the purposes of DWCS, velocity and acceleration models and / or corner models that can be used as long as velocity represent a particular drawing entity. Generally, velocity and acceleration models go to equations and tests that generate a scale of velocity (eg, a percentage of the maximum capability speed of the jet device) based on known geometry such as lines, arcs, circles, and specific machine features. Provide access. For example, a close radius arc requires that the jet cutting start at a slower rate than the maximum. In addition, the velocity and acceleration model is used to adjust the speed of the drawing entity when a velocity transition is encountered based on the acceleration characteristics of a particular jet device.

ステップ506において、DWCSは自動的にジェットカッティングヘッドの傾きおよび旋回を決定する。ジェットカッティングヘッドの傾きおよび旋回は、予想的なモデル(例えば、図4のリードおよびテーパーモデル406)を用いたテーパーおよびリードアングルを自動的に決定することによってデザインされたカスタマの要件を達成するために必要である。この決定は図21を参照して詳細に述べられる。要旨において、一連の方程式に基づいたテーパーおよびリードアングルモデルは、その点でのカッティングヘッドの速度関数のような各ドローイングエンティティの各終点でテーパーおよびリードアングルに
対して最適な値を生成する。詳細には、リードおよびテーパーモデルが、ターゲットピースのセグメントがゆっくりカットされるべきであること(マシンの減速または必要とされる表面仕上げ制御のため)を決定する場合、リードおよびテーパーアングルは、速度変更を補償するために自動的にセットされる。従って、リードおよびテーパアングルは、終点および各セグメントに対して自動的にカットの速度に一致するようにセットされる。なぜなら、特定のドローイングエンティティのカットの速度は、既にさまざまな他のプロセスパラメータ(例えば、材料の厚さよびミキシングチューブ特性)の関数として決定されているため、テーパおよびリードアングルはまた、これらのほかのプロセスパラメータの間接的な関数である。
In step 506, the DWCS automatically determines the tilt and rotation of the jet cutting head. Jet cutting head tilt and swivel to achieve customer requirements designed by automatically determining taper and lead angle using predictive models (eg, lead and taper model 406 of FIG. 4) Is necessary. This determination is described in detail with reference to FIG. In summary, a taper and lead angle model based on a series of equations produces optimal values for the taper and lead angle at each end of each drawing entity, such as the cutting head velocity function at that point. Specifically, if the lead and taper model determines that the segment of the target piece should be cut slowly (due to machine deceleration or required surface finish control), the lead and taper angle is the speed Set automatically to compensate for changes. Accordingly, the lead and taper angles are automatically set to match the cutting speed for the end point and each segment. Because the cutting speed of a particular drawing entity is already determined as a function of various other process parameters (eg material thickness and mixing tube characteristics), taper and lead angle are also Is an indirect function of the process parameter.

ステップ507において、DWCSは、使用する特定のジェットコントローラの必要に応じて運動プログラムのデータ構造を調整する最終の運動プログラムを確立する。通常、CNCおよび他のウォータジェットコントローラは、所定の経路を生成するために必要なカッティングヘッドモータの移動を計算するために運動方程式を用いる(すなわち、特定のジェットツールのチップ位置を生み出すためにモータがどのように配置されるべきか計算する)。好ましくは、カッティングヘッド用いる前に、オペレータは、コントローラを用いるカッティングヘッド装置を整列し、そのため運動方程式は所定のカットを生み出すためのモータの位置を産出する。いくつかのコントローラは、ジェットの方位に関する指定された運動プログラムを受信可能であり、かつ内部でジェットツールのチップ位置から実際のモータ位置を決定するために逆運動方程式を用いる。しかし、その他は、モータの位置、およびジェットツールチップのx−y位置とアングルの組合せ以外の運動プログラムの命令を予想する。このケースにおいて、ジェットツールチップ位置がモータ位置に「変換される」必要がある場合、DWCSは、ステップ507において、運動方程式を用いてそのような変換を実行し、運動プログラムデータ構造に格納される方位パラメータ値の調整を行う。さらに、ジェットカッティングヘッドのスタンドオフ(standoff)補償は、運動方程式を用いて決定され、かつ各命令を格納する。スタンドオフ補償値は、ジェットツールチップが特定のスタンドオフ量に留まり、テーパおよびリードアングルに関係なくカッティング経路の中心にあることを保証するために必要である「z軸」計測である。スタンドオフ補償値は、通常、ジェットモータ中心点とジェットツールチップとの距離の関数である。   In step 507, the DWCS establishes a final exercise program that adjusts the data structure of the exercise program as needed for the particular jet controller used. Typically, CNCs and other water jet controllers use equations of motion to calculate the movement of the cutting head motor necessary to generate a given path (ie, the motor to produce a specific jet tool tip position). Calculate how should be arranged). Preferably, prior to using the cutting head, the operator aligns the cutting head device using the controller so that the equation of motion yields the position of the motor for producing a predetermined cut. Some controllers are capable of receiving a specified motion program relating to jet orientation and internally use an inverse motion equation to determine the actual motor position from the tip position of the jet tool. Others, however, anticipate motor program instructions other than motor positions and jet tooltip xy position and angle combinations. In this case, if the jet tooltip position needs to be “converted” to the motor position, the DWCS performs such conversion using the equations of motion in step 507 and is stored in the motion program data structure. Adjust the orientation parameter value. Furthermore, the standoff compensation of the jet cutting head is determined using the equation of motion and stores each command. The standoff compensation value is a “z-axis” measurement that is necessary to ensure that the jet tool tip remains at a particular standoff amount and is centered on the cutting path regardless of taper and lead angle. The standoff compensation value is usually a function of the distance between the jet motor center point and the jet tooltip.

ステップ508において、DWCSはジェット装置のコントローラとの通信を確立しおよび/または確認する。ステップ509において、DWCSは構築された運動プログラムを実行するためにコントローラに送信する。当業者は、用語「コントローラ」は運動プログラムに基づいてモータの動作を配向可能な任意のデバイス/ソフトウェア/ファームウェアを含むことを理解する。当業者はまた、用語「運動プログラム」は本明細書中で特定のジェットツール装置および/またはコントローラが用いられる命令のセットを示すために用いられることを理解する。前述のステップは、そのような任意の命令の必要に合わせて変更され得る。   In step 508, the DWCS establishes and / or confirms communication with the jet device controller. In step 509, the DWCS sends to the controller to execute the constructed exercise program. One skilled in the art understands that the term “controller” includes any device / software / firmware that can direct the operation of the motor based on a motion program. Those skilled in the art also understand that the term “exercise program” is used herein to indicate the set of instructions in which a particular jet tool device and / or controller is used. The foregoing steps can be modified to meet the needs of any such instruction.

ある実施形態において、言及されるように、DWCSのカスタマインターフェースはグラフィカルカスタマインターフェース(GUI)である。GUIはカッティングプロセス全体を制御している。図6〜17は、DWCSカスタマインターフェースの例示的実施形態の様々な局面の例示的画面表示である。当業者は、要求された入力、出力を表示する、フローを制御するこれらの画面表示が存在し、かつ本発明の技術を用いて考えられることを理解する。   In some embodiments, as mentioned, the DWCS customer interface is a graphical customer interface (GUI). The GUI controls the entire cutting process. 6-17 are exemplary screen displays of various aspects of an exemplary embodiment of a DWCS customer interface. Those skilled in the art will appreciate that there are these screen displays that display the required input, output, and control flow and are contemplated using the techniques of the present invention.

図6は、例示的なDynamic Waterjet Control Sysytem CADモジュールのカスタマインターフェースの例示的画面表示である。オペレータは、ドローイング領域601にデザインツール604を用いてカットのためのセグメント
の指図含む所望のピース(パーツ)のデザインを入力する。ジオメトリ入力領域602において、CADモジュールは、オペレータからドローイング領域601に表示されるデザイン用のドローイングエンティティ入力を受ける。好ましくは、CADモジュールは、オペレータにデザインのセグメントの表面仕上げ要件(またはカスタマ要件の任意の他の表現)の示すことを可能にする。速度指定ボタン603は、特定のセグメントの速度要件(従って、表面の質の要件)を指定するために用いられる。図示されたCADモジュールにおいて、各セグメントの色(図示せず)は、最大速度のパーセンテージに対応する。このように、例えば、四角形は、例えば最大速度の40%に対応する青で描かれるが、切り抜かれた円は、例えば最大速度の20%に対応するライトグリーンで描かれる。当業者は、色による以外の異なる区切りおよび指定を含む任意のタイプのキーシステムが用いられることを理解する。
FIG. 6 is an exemplary screen display of the customer interface of an exemplary Dynamic Waterjet Control System CAD module. The operator uses the design tool 604 in the drawing area 601 to input a desired piece (part) design including segment instructions for cutting. In the geometry input area 602, the CAD module receives a drawing entity input for the design displayed in the drawing area 601 from the operator. Preferably, the CAD module allows the operator to indicate the surface finish requirements (or any other representation of customer requirements) of the design segment. The speed specification button 603 is used to specify the speed requirements (and hence the surface quality requirements) for a particular segment. In the illustrated CAD module, the color of each segment (not shown) corresponds to a percentage of maximum speed. Thus, for example, a square is drawn in blue corresponding to 40% of the maximum speed, for example, while a cut-out circle is drawn in light green corresponding to 20% of the maximum speed, for example. Those skilled in the art will understand that any type of key system may be used, including different separators and designations other than by color.

図7は、例示的なDynamic Waterjet Control Systemのカッティングモジュールのカスタマインターフェースの導入的なダイアログの例示的な画面表示である。ドローイングディスプレイ領域701は、ターゲットピースの現在のデザインのビューを含む。この特定の実施形態において、線分は、カスタマ表面仕上げ要件に対応したカラーコードである。カラーコードは、CADプログラムにデザインを入力されたときに指定された。速度調整ボタン707は任意の特定のドローイングエンティティ用に設定を手動変更するために用いられる。他の性能の中で、導入ダイアログは、設定ボタン702の選択を介して設定オプションへのアクセスを提供する。設定ボタン702は、図8に対して以下でさらに述べられる。プレビューボタン703が選択されたとき、DWCSは、ドローイングディスプレイ領域701に表示されたドローイングに沿ってカッティングヘッドの方向および経路の計算されたプレビューを提供する。実行ボタン704が選択されたとき、DWCSは、運動プログラムに関する無数のアクティビティを実行する(詳細に述べられた、ある実施形態は図20および21に関する)。DWCSが運動プログラムの構築およびジェット装置コントローラとの通信の確立が終了した後、カッティングモジュールインターフェースは、実際に実行しているカッティングプロセスに対してコントローラフィードバックおよび制御ダイアログ(コントローラダイアログ)を表示する。コントローラダイアログは図14〜17に対して以下でさらに述べられる。他のフィールドは、セットのための導入ダイアログにおいて利用可能であり、かつ他のプロセスパラメータ値を表示する。例えば、加工中の製品の材料の属性は、編集ボックス705で設定され得る。また、ジェットツールの半径は、編集ボックス706で設定され得る。ジェットツール半径は、ターゲットカッティング経路を生成するために必要なジェットのオフセットを決定するために用いられる。通常、オフセットは、カットの精度を保証するために必要である。なぜならジェット自体が幅を有し、その幅はカッティング経路の一部でないからである。   FIG. 7 is an exemplary screen display of an introductory dialog of the customer interface of an exemplary Dynamic Waterjet Control System cutting module. The drawing display area 701 contains a view of the current design of the target piece. In this particular embodiment, the line segments are color codes that correspond to customer surface finish requirements. The color code was specified when the design was entered into the CAD program. The speed adjustment button 707 is used to manually change the settings for any particular drawing entity. Among other capabilities, the install dialog provides access to configuration options via selection of the settings button 702. The setting button 702 is further described below with respect to FIG. When the preview button 703 is selected, the DWCS provides a calculated preview of the cutting head direction and path along the drawing displayed in the drawing display area 701. When the execute button 704 is selected, the DWCS performs a myriad of activities related to the exercise program (described in detail, certain embodiments relate to FIGS. 20 and 21). After the DWCS has finished building the exercise program and establishing communication with the jet device controller, the cutting module interface displays controller feedback and a control dialog (controller dialog) for the cutting process that is actually running. The controller dialog is further described below with respect to FIGS. Other fields are available in the install dialog for the set and display other process parameter values. For example, material attributes of the product being processed may be set in edit box 705. Also, the radius of the jet tool can be set in the edit box 706. The jet tool radius is used to determine the jet offset required to generate the target cutting path. Usually, the offset is necessary to guarantee the accuracy of the cut. This is because the jet itself has a width that is not part of the cutting path.

図8は、例示的なDynamic Waterjet Control Systemのカッティングモジュールのカスタマインターフェースの設定ダイアログの例示的な画面表示である。様々なプロセスパラメータの設定を援用する設定ダイアログ801は、図7の設置ボタン702の選択に応答して表示される。ポンプ特性および研磨剤の入/切の方法のような様々なプロセスパラメータは、ダイアログ801のフィールドを介して設定可能である。通常、オペレータは、ターゲットピースの第1のインスタンスのカッティング前に設定ダイアログ801を起動し、次のカッティングの値をセーブする。   FIG. 8 is an exemplary screen display of a setting dialog of the customer interface of an exemplary Dynamic Waterjet Control System cutting module. A setting dialog 801 that uses various process parameter settings is displayed in response to selection of the installation button 702 in FIG. Various process parameters, such as pump characteristics and abrasive on / off methods, can be set via dialog 801 fields. Usually, the operator activates the setting dialog 801 before cutting the first instance of the target piece and saves the next cutting value.

図9は、例示的なDynamic Waterjet Control Systemのカッティングモジュールのカスタマインターフェースの進歩した設定ダイアログの例示的な画面表示である。進歩した設定ダイアログ901は、オペレータが「進歩した」メニュアイテムを導入的なダイアログ(例えば、図7に見られる)のツールバーから選択したときに起動される。オペレータはツールの長さおよびカッティングヘッド装置のスタンド
オフ値を示す。このスタンドオフ値は、カッティングヘッドのチップと材料との距離である。ツールの長さは、カッティングヘッドの回転軸の中心からカッティングヘッドのチップまでの長さである。これらの値は、運動方程式とともに自動的に決定されたリードおよびテーパアングルならびにスタンドオフ補償値からカッティングヘッドのモータを制御する数値への変換を決定するために用いられる。
FIG. 9 is an exemplary screen display of an advanced settings dialog of the customer interface of an exemplary Dynamic Waterjet Control System cutting module. The advanced settings dialog 901 is activated when the operator selects an “advanced” menu item from the toolbar of an introductory dialog (eg, as seen in FIG. 7). The operator indicates the tool length and the standoff value of the cutting head device. This standoff value is the distance between the cutting head tip and the material. The length of the tool is the length from the center of the rotation axis of the cutting head to the tip of the cutting head. These values are used to determine the lead and taper angles automatically determined along with the equations of motion and the conversion from standoff compensation values to numerical values that control the cutting head motor.

図7を参照して議論された、例示的な導入のダイアログにおいて、オペレータが実行ボタン704を選択する場合、DWCSは、オペレ−タがどのモデルを用いるか(例えば、図4の置き換え可能モデル405の1つ)を既に示したかどうかを判定する。例えば、これが、ターゲットピースがカットされている最初である場合、DWCSは、オペレータがまだモデルを設定していないことを想定して、オペレータが使用を所望するどのモデルに対する入力を受け取るダイアログを表示する。図10〜13は、例示的なDynamic
Waterjet Control Systemカッティングモジュールインターフェイスのモデル設定の例示的な画面表示である。モデル設定ダイアログは、完全に手動で制御することから完全に自動化して制御することの範囲を提供する。例えば、モデル設定ダイアログは、オペレータに、自動的にリードおよびテーパアングルを決定するリードおよびテーパモデルを用いるかどうか、または、各ドローイングエンティティに対するリードおよびテーパアングルを優先するための指定の値を提供するかどうかを選択することを可能にする。当業者は、他の組み合わせが可能であり、別のやり方で自動化されたプロセスに対して手動で優先する値の一部分を提供することを理解する。1つの実施形態において、設定されたデフォルトモデルの「スキーム」または組み合わせが提供される。
In the example introductory dialog discussed with reference to FIG. 7, if the operator selects the execute button 704, the DWCS uses which model the operator uses (eg, the replaceable model 405 of FIG. 4). One of the above has already been indicated. For example, if this is the first time the target piece has been cut, DWCS will display a dialog that accepts input for which model the operator wants to use, assuming that the operator has not yet set the model. . Figures 10-13 illustrate exemplary Dynamics.
6 is an exemplary screen display of a model setting for a Waterjet Control System cutting module interface. The model settings dialog provides a range from fully manual control to fully automated control. For example, the model settings dialog provides the operator with a specified value to use a lead and taper model that automatically determines the lead and taper angle, or to prioritize the lead and taper angle for each drawing entity. Allows you to choose whether or not. Those skilled in the art will appreciate that other combinations are possible and provide a portion of the manually override value for an otherwise automated process. In one embodiment, a set default model “scheme” or combination is provided.

図10はモデル設定ダイアログの適用モデルダイアログの例示的な画面表示である。この適用モデルダイアログ1001は、モデルによって用いられるいくらかのプロセスパラメータを設定するように用いられる。一旦「OK」ボタン1002が選択されると、DWCSが、運動プログラムを構築するように進行する。   FIG. 10 is an exemplary screen display of an applied model dialog of the model setting dialog. This applied model dialog 1001 is used to set some process parameters used by the model. Once the “OK” button 1002 is selected, the DWCS proceeds to build an exercise program.

図11は、モデル設定ダイアログの選択モデルダイアログの例示的な画面表示である。オペレータは、特定のカッティングセッションに対して用いるモデルを選択するために選択モデルダイアログ1101を用いる。この「標準」モデルボタン1102を用いて、使用される置き換えモデル(例えば、図4のモデル405)のどの組み合わせかを指定するために用いられる。好ましくは、モデルのデフォルトセットを提供する。オペレータは、好ましくは、適切なモデルチェックボックス1103によって選択されることによって、現在、利用可能な1つ以上のモデルを選択する。これらのモデルの異なったバージョンの選択は、1つ以上のモデルタイプが存在する場合、加えられ得る。例えば、1つ以上のコーナが利用可能な場合、異なったコーナモデルが、ドロップダウンメニュ(示されず)または、他のGUI要素において選択可能であり得る。リードおよびテーパ制御チェックボックス1105を選択することによって、オペレータは、リードおよびテーパアングルを自動的に決定するDWCSを有するように要望を示し得る。   FIG. 11 is an exemplary screen display of the selected model dialog of the model setting dialog. The operator uses the selection model dialog 1101 to select the model to use for a particular cutting session. The “standard” model button 1102 is used to specify which combination of replacement models (for example, the model 405 in FIG. 4) to be used. Preferably, a default set of models is provided. The operator preferably selects one or more models currently available by being selected by the appropriate model checkbox 1103. Selection of different versions of these models can be added if more than one model type exists. For example, if more than one corner is available, a different corner model may be selectable in a drop-down menu (not shown) or other GUI element. By selecting the lead and taper control checkbox 1105, the operator may indicate a desire to have a DWCS that automatically determines the lead and taper angles.

図12は、モデル設定ダイアログのカスタマコーナ編集ダイアログの例示的な画面表示である。このダイアログは、図11の編集ボタン1106を選択することに対してDWCSによって表示される。カスタマコーナ編集ダイアログ1201は、コーナにおける速度計算を手動制御するように用いられる。オペレータは、コーナ周りの実際の速度を指定し得、同様に、いかにしてドローイングエンティティのセグメンテーションが、コーナ周りの減速および加速を考慮して調整されるかを指定し得る。   FIG. 12 is an exemplary screen display of the customer corner edit dialog of the model setting dialog. This dialog is displayed by the DWCS in response to selecting the edit button 1106 of FIG. The customer corner edit dialog 1201 is used to manually control the speed calculation at the corner. The operator can specify the actual speed around the corner, as well as how the segmentation of the drawing entity is adjusted to account for deceleration and acceleration around the corner.

図13は、モデル設定ダイアログのカスタマのリードおよびテーパダイアログの例示的な画面表示である。カスタマリードおよびテーパ制御ダイアログ1301を用いて、オペレータは既に決定された値(例えば、スキーム入力領域1302を用いて)を用いて、リ
ードおよびテー経路キームを指定し得る。または、オペレータは、各指定された速度インクリメントを用いて(例えば、リードおよびテーパアングルテーブル領域1303の値を入力することによって)使用する特定のリードおよびテーパ値を指定し得る。速度インクリメントはインクリメント領域1304で指定される。それ故、オペレータは、各々の速度に対するリードおよびテーパを想像して指定し得、その速度は、1%のインクリメントを用いて、カッティングヘッドによって実行され得る。
FIG. 13 is an exemplary screen display of the customer lead and taper dialog of the model setting dialog. Using the customer lead and taper control dialog 1301, the operator can specify the lead and tape route chimes using previously determined values (eg, using the scheme entry area 1302). Alternatively, the operator may specify a particular lead and taper value to use with each specified speed increment (eg, by entering values for the lead and taper angle table area 1303). The speed increment is specified in the increment area 1304. Thus, the operator can imagine and specify the lead and taper for each speed, which can be performed by the cutting head using a 1% increment.

図14は、例示的なDynamic Waterjet Control Systemカッティングモジュールインターフェイスのジェットコントローラフィードバックおよび制御ダイアログの例示的な画面表示である。カッティング画面領域1401は、ターゲットピースのビューを含む。コントローラフィードバックおよび制御ダイアログ(コントローラダイアログ)は、ピースがカットされつつある現在のコントローラ情報をオペレータに表示する。方向パラメータフィードバック領域1402は、コントローラの視点から方向パラメータの値を表示する。一旦カッティングプロセスが、開始されると、オペレータは、図15〜17を参照して議論されたように、どのパラメータを表示すべきかを選択し得る。オペレータは、ホーム方向ボタン1403を選択し、x−y平面、(スタンドオフ補償値のために用いられる)z方向およびカッティングヘッドのリードおよびテーパアングル位置に対する「原点」位置に設定される。「ホーム」位置は、ジェット装置の原点位置を調整した(座標(0、0))または、ボタン1403を用いてオペレータに設定される任意のx−yまたはz位置あるいはアングルのどちらかである。プロセスパラメータフィードバック領域1406は、パラメータに関するポンプおよびノズルの現在の値を含む。パラメータは、研磨が用いられるかどうか、または、ポンプが高圧または低圧で実行されるかどうかを含む。実際のカッティングプロセスを開始する場合、サイクル開始ボタン1404をオペレ−タが選択する。このときに、DWCSは、コントローラに運動プログラムをダウンロードし、コントローラにプログラムを実行するための指示をする。このサイクル停止ボタン1405は、現在のカッティングプロセスを停止することを選択される。   FIG. 14 is an example screen display of a jet controller feedback and control dialog of an example Dynamic Waterjet Control System cutting module interface. The cutting screen area 1401 includes a view of the target piece. The controller feedback and control dialog (controller dialog) displays to the operator the current controller information that the piece is being cut. The direction parameter feedback area 1402 displays the value of the direction parameter from the viewpoint of the controller. Once the cutting process has been initiated, the operator can select which parameters to display as discussed with reference to FIGS. The operator selects the home direction button 1403 and is set to the “origin” position relative to the xy plane, the z direction (used for standoff compensation values) and the lead and taper angle positions of the cutting head. The “home” position is either the adjusted origin position of the jet device (coordinates (0, 0)) or any xy or z position or angle set by the operator using the button 1403. Process parameter feedback area 1406 includes current values of pumps and nozzles for the parameters. The parameters include whether polishing is used or whether the pump is run at high or low pressure. When starting the actual cutting process, the operator selects the cycle start button 1404. At this time, the DWCS downloads the exercise program to the controller and instructs the controller to execute the program. The stop cycle button 1405 is selected to stop the current cutting process.

図15〜17は、ジェットがワークピースをカッティングしている間に提供されるコントローラフィードバックの例示的画面表示である。図15は、経路に対してジェットツールチップの現在位置のx−y位置を示す例示的な画面表示である。図15において、カッティング画面領域1501は、実行されているカッティングを示すため、オペレータはジェットの現在の(大体の)位置を見ることができ得、カッティング動作を進める。方向パラメータフィードバック領域1502は、画面に選択された特定の方向パラメータの現在の値を表示する。図15において、これらの値は、ジェット装置の「ホーム」位置に関する、ジェットツールチップのxおよびyの位置である。   FIGS. 15-17 are exemplary screen displays of controller feedback provided while the jet is cutting the workpiece. FIG. 15 is an exemplary screen display showing the xy position of the current position of the jet tooltip relative to the path. In FIG. 15, a cutting screen area 1501 shows the cutting being performed so that the operator can see the current (roughly) position of the jet and proceed with the cutting operation. Direction parameter feedback area 1502 displays the current value of the selected specific direction parameter on the screen. In FIG. 15, these values are the x and y positions of the jet tool tip relative to the “home” position of the jet device.

図16は、カッティングヘッドのスタンドオフ補償値を示す例示的な画面表示である。カッティング画面領域1601は、図15を参照して記載されたものと同様である。方向パラメータフィードバック領域1602は、カッティングヘッドの現在のスタンドオフ補償値を表示しながら示される。カッティングヘッドは、ジェットツールチップの現在の位置に対応している。図示される実施形態において、これらの値が、コントローラの視点からであり、それ故、これらの値はモータ位置を反映する。   FIG. 16 is an exemplary screen display showing the standoff compensation value of the cutting head. The cutting screen area 1601 is the same as that described with reference to FIG. Direction parameter feedback area 1602 is shown displaying the current standoff compensation value of the cutting head. The cutting head corresponds to the current position of the jet tool tip. In the illustrated embodiment, these values are from the controller's point of view and therefore these values reflect the motor position.

図17は、カッティングヘッドのリードおよびテーパ補償値を示す例示的な画面表示である。カッティング表示領域1701は、図15を参照して記載された図と同様である。方向パラメータフィードバック領域1702は、鉛直中間位置に関するカッティングヘッドの現在のリードおよびテーパ補償値を表示しながら示される。図示される実施形態において、これらの値は、コントローラの視点からであり(運動方程式は、リードおよびテーパアングルに適用された後)、それ故、リードおよびテーパ補償値はモータ位置を反映す
る。
FIG. 17 is an exemplary screen display showing cutting head lead and taper compensation values. The cutting display area 1701 is the same as that described with reference to FIG. A directional parameter feedback area 1702 is shown displaying the cutting head's current lead and taper compensation values for the vertical intermediate position. In the illustrated embodiment, these values are from the controller's point of view (after the equation of motion has been applied to the lead and taper angles), so the lead and taper compensation values reflect the motor position.

例示的な実施形態において、Dynamic Waterjet Control Systemは中央演算ユニット、ディスプレイ、メモリおよび他の入力/出力デバイスを備えるコンピュータ上で実装される。例示的な実施形態は、スタンドアローンでまたはネットワーク環境で動作するうに設計される。そのネットワークは、例えば、インターネットに接続されているか、または、DWCSのユーザインターフェースが(物理的ネットワークまたはワイヤレス接続等の)遠隔操作によって制御される環境においてである。さらに、例示的な実施形態は、コンピュータ数値制御(CNCデバイス)へ組み込まれる。CNCデバイスは、直接、ジェットを制御し、または、CNCデバイスのコンピュータインターフェースで制御する。当業者は、DWCSの実施形態がウォータジェットコントローラが理解し得るコマンドを生成する能力をサポートする他の環境において、実施され得ることを理解する。   In the exemplary embodiment, the Dynamic Waterjet Control System is implemented on a computer that includes a central processing unit, a display, a memory, and other input / output devices. The exemplary embodiments are designed to operate in a stand-alone or network environment. The network is, for example, connected to the Internet or in an environment where the DWCS user interface is controlled remotely (such as a physical network or a wireless connection). Further, the exemplary embodiment is incorporated into a computer numerical control (CNC device). The CNC device controls the jet directly or with the computer interface of the CNC device. One skilled in the art will appreciate that DWCS embodiments may be implemented in other environments that support the ability to generate commands that the waterjet controller can understand.

図18は、Dynamic Waterjet Control Systemの実施形態を実施するための多目的コンピュータシステムのブロック図である。コンピュータシステム1801は、中央演算処理ユニット(CPU)1802、ディスプレイ1803、コンピュータメモリ(メモリ)1805または他のコンピュータ読み取り可能メモリ媒体を備え、ならびに他の入力/出力デバイス1804を備える。DWCS1806のコンポーネントは、一般的に、メモリ1805に常駐し、CPU1802を実行する。図4に記載したように、DWCS1806は、ユーザインターフェース1807、CADモジュール1808(ユーザインターフェース1807の一部でない場合)、運動プログラムジェネレータ/DWCSカーネル1809、1つ以上の置き換え可能モデル1801ならびにコントローラインターフェース1811を含む様々なコンポーネントである。これらのコンポーネントはメモリ1805に常駐することが示される。他のプログラム1810はまた、メモリ1805に常駐する。   FIG. 18 is a block diagram of a multi-purpose computer system for implementing an embodiment of the Dynamic Waterjet Control System. The computer system 1801 includes a central processing unit (CPU) 1802, a display 1803, computer memory (memory) 1805 or other computer readable memory media, and other input / output devices 1804. The components of DWCS 1806 are typically resident in memory 1805 and execute CPU 1802. As described in FIG. 4, the DWCS 1806 includes a user interface 1807, a CAD module 1808 (if not part of the user interface 1807), an exercise program generator / DWCS kernel 1809, one or more replaceable models 1801, and a controller interface 1811. Various components including. These components are shown to be resident in memory 1805. Other programs 1810 also reside in memory 1805.

当業者には、例示的DWCSが1つ以上のコードモジュールとして実施され得、かつ分散された環境で、実装され得る。ここでメモリ1805に現在常駐されているように示される様々なプログラムは、いくつかのコンピュータシステムの中で、分散される。例えば、置き換え可能なモデル1810は、好ましくは、リードおよびテーパモデル、速度および加速度モデル、コーナモデル、および他のモデルを含み、運動プログラム1809および/またユーザインターフェース1807が常駐し、またはCADモジュール1808が常駐するコンピュータシステムより異なるシステムに常駐する、各または任意の組み合わせであり得る。さらに、図3において、先に議論したように、これらのコンポーネントの1つ以上は常駐し得、ジェット装置またはコントローラカードのコントローラに関するコンピュータ上で実行され得る。ある実施形態において、DWCSは、C++プログラミング言語のようなオブジェクト指向のプログラム環境を用いられながら実装され得、置き換え可能な方向およびプロセスモデルは、オブジェクトおよびクラスの異なったタイプとして実装され得る。   For those skilled in the art, an exemplary DWCS may be implemented as one or more code modules and may be implemented in a distributed environment. The various programs shown here as currently resident in memory 1805 are distributed among several computer systems. For example, the replaceable model 1810 preferably includes a lead and taper model, a velocity and acceleration model, a corner model, and other models, where an exercise program 1809 and / or a user interface 1807 is resident, or a CAD module 1808 is Each or any combination resident in a different system than the resident computer system. Further, in FIG. 3, as discussed above, one or more of these components may be resident and executed on a computer associated with the controller of the jet device or controller card. In certain embodiments, DWCS can be implemented using an object-oriented programming environment, such as a C ++ programming language, and replaceable directions and process models can be implemented as different types of objects and classes.

図19は、例示的なターゲットピース設計であり、Dynamic Waterjet
Control Systemが自動的に方向およびカッティングプロセスパラメータの決定をする様態を示す。図19は、長方形の形を示し、反時計回りで、「開始」と付けられたポイントから「終了」と付けられたポイントまでカットされる。このデザインは、「a」、「b」、「c」、「d」と付けられた、4つのジオメトリックエンティティ(線)を示す。カッティングする場合、ジェット装置は、A、BおよびCと付けられたコーナの順で進む。カットの終点で、ジェットは、「終了」と記されたポイントに到達する。図示の目的で、以下の記載は、オペレータは、高速でエンティティ「a」をカットし(粗面仕上げ)、かつエンティティ「b」、「c」および「d」は遅いままカットする(滑らか
な表面仕上げ)要望を通信することを想定する。さらに、記載は、部分オフセットが、ジェットによって生成されるカット幅を考慮する必要はないと想定する。
FIG. 19 is an exemplary target piece design, Dynamic Waterjet.
The control system will automatically determine the direction and cutting process parameters. FIG. 19 shows a rectangular shape, which is cut counterclockwise from the point marked “start” to the point marked “end”. This design shows four geometric entities (lines) labeled “a”, “b”, “c”, “d”. When cutting, the jet device proceeds in the order of the corners marked A, B and C. At the end of the cut, the jet reaches the point marked “End”. For purposes of illustration, the following description indicates that the operator cuts entity “a” at high speed (roughening) and entities “b”, “c” and “d” remain slow (smooth surface). Finish) Assume that the request is communicated. Furthermore, the description assumes that the partial offset need not take into account the cut width produced by the jet.

図7に明示されるユーザインターフェースを参照して議論するように、オペレータは、ユーザインターフェースのカッティングモジュールの導入ダイアログから「実行」ボタンを選択(例えば、ボタン704参照)する場合、DWCSは、自動化された方向パラメータ決定プロセスを開始する。図20は、例示的なDyanamic Waterjet Control Systemの自動化された方向パラメータ決定プロセスの例示的なフローチャートである。ステップ2001において、DWCSは、任意の入力(プロセス)が変化する場合、このターゲットピースをカットするためにソフトウェアを実行される最初かどうかを判定する。最初である場合、ステップ2002へ続き、さもないと、ステップ2003に続く。ステップ2002において、DWCSはモデル優先ダイアログ(例えば、図10〜13を参照して)を表示し、どんなモデルに関するか、オペレータが所望する値を優先するオペレータからの情報を得る。他のパラメータ(例えば、リードおよびテーパアングル)がシステムによって自動的に選ばれ得るが例えば、オペレータはこれらのモデル優先ダイアログを用い、コーナの速度パーセンテージ値を優先する。ステップ2003において、DWCSは、構築された運動プログラムデータ構造ルーチンを呼び出し、方向およびプロセスパラメータ値の様々なモデルを照会する。ステップ2004において、DWCSは、通信セッションがジェットコントローラを用いて確立されることを設定し、または修正する。ステップ2005において、DWCSは、コントローラダイアログを表示し、(例えば、図14を参照)オペレータ命令をさらに待ち受けてリターンする。   As discussed with reference to the user interface specified in FIG. 7, if the operator selects the “execute” button (eg, see button 704) from the installation dialog of the cutting module of the user interface, the DWCS is automated. Start the direction parameter determination process. FIG. 20 is an exemplary flowchart of an exemplary dynamic waterjet control system automated directional parameter determination process. In step 2001, if any input (process) changes, the DWCS determines whether it is the first time the software is run to cut this target piece. If so, continue to step 2002, otherwise continue to step 2003. In step 2002, the DWCS displays a model priority dialog (eg, see FIGS. 10-13) to obtain information from the operator regarding what model the operator prefers. Other parameters (eg, lead and taper angle) may be automatically selected by the system, but for example, the operator uses these model priority dialogs to prioritize corner velocity percentage values. In step 2003, the DWCS calls the constructed exercise program data structure routine to query various models of direction and process parameter values. In step 2004, the DWCS sets or modifies that a communication session is established using the jet controller. In step 2005, the DWCS displays a controller dialog and waits for further operator instructions (eg, see FIG. 14) and returns.

図21は、Dyanamic Waterjet Control Systemによって、運動プログラムデータ構造を構築するためのフローチャートである。DWCSは、所望のピースを受け取られたジオメトリを検査し、かつオペレータによって示されたモデルおよび優先するカッティングプロセスパラメータを用いて、指定されたカスタマの要件に従ってピースをカットするために用いられるジェットの速度および方向を自動的に決定する。これらの値は、データ構造に格納され、データ構造は、完了するとき運動プログラムを形成する。当業者には、単一アレイまたはテーブルを含む任意の適切な構造が運動プログラムデータを格納するために用いられ得る。   FIG. 21 is a flowchart for constructing an exercise program data structure by the Dynamic Waterjet Control System. The DWCS examines the geometry received the desired piece and uses the model indicated by the operator and the priority cutting process parameters to cut the jet speed used to cut the piece according to the specified customer requirements And automatically determine the direction. These values are stored in a data structure that, when complete, forms an exercise program. Those skilled in the art can use any suitable structure, including a single array or table, to store exercise program data.

具体的には、ステップ2101において、DWCSドローイングエンティティからのCAD入力をセグメントする。前に記述したが、このステップは、工業および/また既製のプログラムにおける公知の技術を用いて実行される。ステップ2102において、DWCSは、カッティング速度および加速度モデルを照会することによって各ドローイングエンティティのために用いられるカッティング速度を決定する。このモデルは、一連の呼び出し可能な関数(方程式)として実装され得、またはエンティティタイプ、ジェット装置制限または要件および様々なプロセスパラメータ値に基づいた単純なルックアップテーブルとして、実装され得る。どちらにせよ、外部の速度および加速度モデルは、本明細書中に記載されるリードおよびテーパモデルに関連して用いられ得る。好ましくは、用いられる任意のモデルは、所与のプロセスパラメータ値(「分離速度」)を達成できる最速のカット速度を生成する。所与のジェット装置およびDWCSに対して、速度モデルは、いくつかの所与の速度に対する「遅い」および「速い」カスタマの要件に関する関係を指定する。例えば、ある実施形態において、速いカットは、100%であると考えられ、一方、遅いカットは、一般的に20%である。他の実施形態は、スライディングスケールにおいて「速い」および「遅い」(例えば、1〜10)を意味する。図示のために、この議論は、100%の速度として速いを示す。   Specifically, in step 2101, the CAD input from the DWCS drawing entity is segmented. As previously described, this step is performed using known techniques in industrial and / or off-the-shelf programs. In step 2102, the DWCS determines the cutting speed used for each drawing entity by querying the cutting speed and acceleration model. This model can be implemented as a series of callable functions (equations) or as a simple look-up table based on entity type, jet device restrictions or requirements and various process parameter values. In any case, external velocity and acceleration models can be used in connection with the lead and taper models described herein. Preferably, any model used produces the fastest cut rate that can achieve a given process parameter value (“separation rate”). For a given jet device and DWCS, the velocity model specifies the relationship for the “slow” and “fast” customer requirements for several given velocities. For example, in one embodiment, a fast cut is considered to be 100%, while a slow cut is typically 20%. Other embodiments mean “fast” and “slow” (eg, 1-10) on the sliding scale. For illustration purposes, this discussion shows as fast as 100% speed.

一旦、速い速度(100%)で決定されると、DWCSは、他の必要とされている速度へ速度パーセンテージを指定し得る。例えば、DWCSによって誘発される速度モデルが
、100%の速度で毎分10インチの値(ipm)を返す場合、モデルが、第2のエンティティを1ipmでカットされることを指定するとき、1ipmは、10ipmの1/10thのであるため、DWCSは、第2のエンティティを10%の速度でカットすることを決定する。
再び、図19の参照すると、ジオメトリックエンティティ「a」は早い速度でカットされるべきで、このように、100%の速度である。オペレータは、残るエンティティのために遅い速度を指定するので、図示の目的のために、20%の速度の値が、これらのエンティティに指定される。この運動プログラムデータ構造値は、この点で図19の設計に対応し、表1に示される値と同様である。
Once determined at a fast speed (100%), the DWCS may assign a speed percentage to other required speeds. For example, if a speed model triggered by DWCS returns a value (ipm) of 10 inches per minute at 100% speed, when the model specifies that the second entity is cut at 1 ipm, 1 ipm is Since it is 1/10 th of 10 ipm, the DWCS decides to cut the second entity at a rate of 10%.
Referring again to FIG. 19, the geometric entity “a” should be cut at a fast rate, thus 100% rate. Since the operator specifies a slow speed for the remaining entities, for purposes of illustration, a value of 20% speed is assigned to these entities. This exercise program data structure value corresponds to the design of FIG. 19 in this respect and is similar to the value shown in Table 1.

Figure 0005266002
一旦、設計部分のジオメトリックエンティティのカッティング速度が、ステップ2103で計算されると、コーナが表示される場合、DWCSは、各コーナで、速度制限をチェックする。例えば、ドライバは、コーナ周りで減速するように、ジェットカッティングヘッドはまた、速度を落とす。特定のコーナでカッティングヘッドが減速するべき速度が、オペレータ入力またはコーナ制御モデル(図4のコーナモデル408のような)の数学的方程式を用いることによるどちらかで、決定される。
Figure 0005266002
Once the cutting speed of the geometric entity of the design part is calculated in step 2103, if corners are displayed, DWCS checks the speed limit at each corner. For example, the jet cutting head also slows down as the driver slows down around the corner. The speed at which the cutting head should decelerate at a particular corner is determined either by operator input or by using a mathematical equation of a corner control model (such as corner model 408 in FIG. 4).

一旦、コーナ速度が決定されると、全ての速度は、それぞれのジオメトリックエンティティに整合する。運動プログラムデータ構造値は、図19の設計と対応するが、この点で、表2に示される値と同じである。   Once the corner speed is determined, all speeds are matched to the respective geometric entity. The exercise program data structure values correspond to the design of FIG. 19, but in this respect are the same as the values shown in Table 2.

Figure 0005266002
ステップ2104において、DWCSは、設計の各ドローイングエンティティの間の速度を移行する様態を決定する。例えば、図19および表2を参照して、プロセスまたは機械の加速度の制約を一致させるために、カッティングヘッドが、「開始」で0%の速度から第1のレッグ(エンティティ「a」)の100%の速度へ増加するように0.5インチを必要とし得る。このような移行は、それぞれのジオメトリックエンティティに対してDWCSによって計算され、かつジェット装置の特性または他のプロセスパラメータ間のエンティティのタイプに基づいている。
Figure 0005266002
In step 2104, the DWCS determines how to transition the speed between each drawing entity in the design. For example, with reference to FIG. 19 and Table 2, to match the process or machine acceleration constraints, the cutting head moves from 0% speed at “start” to 100 of the first leg (entity “a”). 0.5 inches may be required to increase to a speed of%. Such transitions are calculated by DWCS for each geometric entity and are based on the type of entity between jet device characteristics or other process parameters.

速度移行は、コントローラで加速度パラメータを設定することにより、または、より小さいセグメントへ当初のCAD設計を「解体」することによって、達成され得る。これらのセグメントの各1つを割り当てるDWCSは、必要とされる速度移行を生成する速度のインクリメンタルな変化をセグメントする。例示的な実施形態において、セグメントを解体する技術は、たびたび用いられる。   Speed transitions can be achieved by setting acceleration parameters on the controller or by “disassembling” the original CAD design into smaller segments. The DWCS assigning each one of these segments segments the incremental change in speed that produces the required speed transition. In the exemplary embodiment, techniques for disassembling segments are often used.

現時点で、この運動プログラムデータ構造は、各エンティティまたは特徴、および、各エンティティに指定された速度x−y位置を含む。   Currently, this exercise program data structure includes each entity or feature and the velocity xy position specified for each entity.

ステップ2105および2106において、DWCSは、リードおよびテーパモデルを各終点のリードおよびテーパを決定するために用いる。このモデルの下に横たわる原理は、リードおよびテーパアングルをカッティング速度に整合させることで、これにより、ジェットは、結果として生じる直線エッジを有するターゲットピースを通して加速され得る。その上、モデル用いられた技術は、好ましくは、十分一般的なので、任意のジオメトリック設計のリードおよびテーパアングルの決定を援用され得る。前のテストが実行された設計そのものでなくてもよい。さらに、以下に記載される技術は、速度の関数としてリードおよびテーパアングルを示す。当業者には、速度値がそれ自身、他のプロセスのパラメータの関数であるので、同等の技術はこれらの他のプロセスのパラメータの関数としてリードおよびテーパの特性を用い得る。   In steps 2105 and 2106, the DWCS uses the lead and taper model to determine the lead and taper at each endpoint. The underlying principle of this model is to match the lead and taper angle to the cutting speed so that the jet can be accelerated through the target piece with the resulting straight edge. Moreover, the techniques used in the model are preferably sufficiently general that any geometric design lead and taper angle determination can be employed. It does not have to be the design itself from which the previous test was performed. In addition, the techniques described below show lead and taper angles as a function of speed. To those skilled in the art, equivalent techniques may use the lead and taper characteristics as a function of these other process parameters, since the speed value is itself a function of the parameters of the other processes.

リードおよびテーパモデルは、少なくとも1つの方法(例えば、「getLTAngle」方法)でオブジェクトとして実装され得る。1つの実施形態において、方法は、3つの入力パラメータを受け取る。その3つの入力パラメータは、カッティング速度、経路のタンジェントアングル(調査ポイントで)、オフセットの方向の指示である。getLTAngle方法は、カッティングヘッドプロセスパラメータの異なる値に基づいて、リードおよびテーパを決定するために、いくつかの技術(例えば、方程式の系統、または、ルックアップテーブル)を含む。さらに、getLTAngle方法は、2つの直線交差(例えば、コーナ)である場合の特定の滑らかな移行をアシストするように設計されたタンジェントアングルを組み込む。交差/コーナで設計されたタンジェントアングルは、好ましくは、各交差線のタンジェントの平均である。このモデルは、タンジェントアングルを用いて交差でのリードおよびテーパアングルを決定し、結果として、カッティングヘッド運動の穏やかな移行になる。   The lead and taper model may be implemented as an object in at least one way (eg, the “getLTangle” method). In one embodiment, the method receives three input parameters. The three input parameters are an indication of the cutting speed, the tangent angle of the path (at the survey point), and the direction of the offset. The getLTAngle method includes several techniques (eg, a system of equations or a look-up table) to determine lead and taper based on different values of cutting head process parameters. In addition, the getLTAngle method incorporates a tangent angle designed to assist a specific smooth transition when there are two straight intersections (eg, corners). The tangent angle designed at the intersection / corner is preferably the average of the tangents of each intersection line. This model uses tangent angles to determine the lead and taper angles at the intersection, resulting in a gentle transition of the cutting head motion.

ステップ2105において、詳細には、DWCSはリードおよびテーパーモデルならびにこれまでにコンパイルされた運動プログラムデータ構造を利用し、各エンティティの終点でのリードアングルを決定する。最初に、モデルはドラッグ長を決定する。ドラッグ長を決定する方程式の1つの形式は、以下のようである。   Specifically, in step 2105, the DWCS uses the lead and taper model and the previously compiled motion program data structure to determine the lead angle at the end of each entity. First, the model determines the drag length. One form of equation for determining drag length is as follows.

Figure 0005266002
ここでdはドラッグ長(例えば、インチ)、U%はエンティティに指定された速度パーセンテ−ジであり、かつtは材料の厚さ(例えば、インチ)である。方程式1の係数は、材料の厚さの範囲に依存して変化するが、これはリードおよびテーパーモデルによって用いられ得る方程式の一般的な形式である。
Figure 0005266002
Where d is the drag length (eg, inches), U% is the velocity percentage specified for the entity, and t is the thickness of the material (eg, inches). The coefficients of Equation 1 vary depending on the material thickness range, which is a general form of equation that can be used by the lead and taper models.

一旦、ドラッグ長が決定されると、モデルは、ここでリードアングルθ(例えば、アングル)方程式 Once the drag length is determined, the model is now the lead angle θ L (eg, angle) equation

Figure 0005266002
によって決定する。ここでdおよびtは、サイドそれぞれドラッグ長および材料の厚さである。可変スケーリングファクターは方程式2の厚さが0.25インチ未満の材料に適用され得る。一旦、終点のリードアングルが決定されると、DWCSによって運動プログラムデータ構造に格納される。
Figure 0005266002
Determined by. Here, d and t are the drag length and the material thickness, respectively. A variable scaling factor may be applied to materials with a thickness of Equation 2 less than 0.25 inches. Once the end lead angle is determined, it is stored by the DWCS in the exercise program data structure.

当業者は、方程式1および2の一般的な形式の他の方程式は、リードアングルの決定に用いられ得、かつリードおよびテーパーモデルに組込まれ得る。所与の材料の厚さの同じあるいは類似の値を評価する(また別の値の照合表を含む)任意の方程式形式は、本発明の方法およびシステムを動作する。実際には、示された一般的な形式の方程式の系統があり、様々な材料の厚さをカバーする。DWCSは、好ましくは、受信したプロセスパラメータに基づくモデルの形式を用いるための方程式の系統を決定する。基本的に、任意のジオメトリためのリードアングルを提供する技術は、DWCSのリードおよびテーパーモデルを実装するなかで利用され得る。   Those skilled in the art will appreciate that other equations in the general form of equations 1 and 2 can be used to determine the lead angle and can be incorporated into the lead and taper models. Any equation format that evaluates the same or similar values of a given material thickness (including a matching table of other values) operates the method and system of the present invention. In practice, there is a system of equations of the general form shown, covering various material thicknesses. The DWCS preferably determines a system of equations to use a model format based on the received process parameters. Basically, techniques for providing lead angles for any geometry can be utilized in implementing DWCS lead and taper models.

ステップ2106において、DWCSはリードおよびテーパーモデルおよびならびにこれまでにコンパイルされた運動プログラムデータ構造を利用し、各エンティティの終点でのテーパーアングルを決定する。最初に、モデルは、(3)と同様の方程式を用いるカットの上部での幅W(例えば、インチ)を決定する。 In step 2106, the DWCS uses the lead and taper model and the previously compiled motion program data structure to determine the taper angle at the end of each entity. Initially, the model determines the width W t (eg, inches) at the top of the cut using an equation similar to (3).

Figure 0005266002
ここで、U%はエンティティに指定された速度パーセンテ−ジであり、かつTは材料の厚さ(例えば、インチ)である。次にモデルは、(3)と同様の方程式を用いるカットの底部での幅Wb(例えば、インチ)を決定する。
Figure 0005266002
Where U% is the velocity percentage specified for the entity and T is the thickness of the material (eg, inches). The model then determines the width Wb (eg, inches) at the bottom of the cut using an equation similar to (3).

Figure 0005266002
方程式3および方程式4の係数は、研磨剤の流速、ミキシングチューブの長さ、材料等のプロセスパラメータ値に依存して変化する。方程式3および74は、多項式の形式でより一般的に表現される。
Figure 0005266002
The coefficients of Equation 3 and Equation 4 vary depending on process parameter values such as abrasive flow rate, mixing tube length, materials, and the like. Equations 3 and 74 are more generally expressed in polynomial form.

Figure 0005266002
ここで係数a、b、cおよびdは理論的に、実験的にあるいは両方の組合せによって決定される。当業者は、付加的な項が付加され得、かつ方程式4aの一般的な形式の他の方程式は、テーパーアングルを決定するために用いられ、かつリードおよびテーパーモデルに組み込まれ得ることを理解する。任意の方程式は、所与のプロセスパラメータと同じ値を評価する(また別の値の照合表を含む)任意の方程式形式は、本発明の方法およびシステムを動作する。
Figure 0005266002
Here the coefficients a, b, c and d are determined theoretically, experimentally or a combination of both. One skilled in the art will appreciate that additional terms can be added and other equations in the general form of equation 4a can be used to determine the taper angle and can be incorporated into the lead and taper models. . Any equation evaluates the same value as a given process parameter (and includes another value lookup table), and any equation form operates the method and system of the present invention.

一旦、上部幅および底部幅が決定されると、モデルは、   Once the top and bottom widths are determined, the model

Figure 0005266002
の形式の方程式で用いるテーパーアングルθに戻る。基本的に、任意のジオメトリためのテーパーアングルを提供する技術は、DWCSのリードおよびテーパーモデルを実装するなかで利用され得る。
Figure 0005266002
Back to the taper angle θ T to be used in the form of equation of. Basically, techniques that provide a taper angle for any geometry can be utilized in implementing the DWCS lead and taper model.

ステップ2107において、DWCSは随意的に様々なオペレータの入力に依存するリードおよびテーパーの値をスケールする。例えば、非常に高速下で(かつ、カッティングヘッドの特性に依存して)リードアングル補償は、特定の効果を有し得ない。そのような状況において、DWCSは、それらに0を乗じたモデルによって決定されるリードアングル値をスケールし得る。   In step 2107, the DWCS optionally scales the lead and taper values depending on various operator inputs. For example, lead angle compensation under very high speed (and depending on the characteristics of the cutting head) may not have a specific effect. In such situations, the DWCS may scale the lead angle values determined by a model that multiplies them by zero.

この点で、運動プログラムデータ構造は、所望のジオメトリエンティティ、カッティング速度およびアングル補償の全てを含む。ステップ2108において、このデータは、運動プログラム命令にコンバートされる。ある実施形態において、DWCSは、逆運動方程式を用いて動作結合ポイントを決定する。動作結合ポイントは、データ構造で指定された適切なアングルで所望の経路に沿ってツールの先端を進める(デザインに円弧がある場合、この技術は、通常、円弧は逆運動方程式を適用する前にラインセグメントにコンバートされることを必要とする)。結果的な運動プログラムは、リードおよびテーパアングルがプログラム上で絶対的である複雑な形式である。図7〜17を参照して上述された例示的ユーザインターフェースはこの実施形態に対応している。   In this regard, the motion program data structure includes all of the desired geometric entities, cutting speed and angle compensation. In step 2108, this data is converted to exercise program instructions. In certain embodiments, the DWCS uses an inverse equation of motion to determine the motion coupling point. The motion coupling point advances the tip of the tool along the desired path at the appropriate angle specified in the data structure (if the design has an arc, this technique is usually applied before the arc is applied to the inverse equation of motion. Need to be converted to line segments). The resulting exercise program is a complex form in which the lead and taper angles are absolute on the program. The exemplary user interface described above with reference to FIGS. 7-17 corresponds to this embodiment.

図21の他の実施形態において、逆の運動は、運動プログラムがダウンロードされた後、コントローラカードによって実行される。(円弧がラインにコンバートされる必要がない)。運動プログラムはより単純であり、明白なリードおよびテーパー値を有する。明白なリードおよびテーパー値は、コントローラカードによって読まれ、かつフィードバックする目的で対応するコントローラに表示され得る。   In another embodiment of FIG. 21, the reverse exercise is performed by the controller card after the exercise program is downloaded. (The arc does not need to be converted to a line). The exercise program is simpler and has obvious lead and taper values. The obvious lead and taper values can be read by the controller card and displayed on the corresponding controller for feedback purposes.

図21のほかの実施形態において、DWCSはデザイン(ステップ2101)の分割のステップの1つ以上またはジオメトリのサブエンティティに速度およびアングル値を指定する他のステップを実行しない。代わりに、可変モデルはそれ自体のコントローラにダウンロードされる。コントローラはドローイングのx−y経路を実行するにつれて、コントローラは、速度および加速度モデルならびにコーナモデル等の内部に内蔵されたモデルを調べ、新しいジオメトリエンティティの検知および遭遇した場合の次の速度を決定する。
コントローラはまた、カッティングヘッドのリードおよびテーパを内蔵リードおよびテーパモデルからの適切な値の決定による現在の位置および次の位置に関する速度フィードバックに対応して動的に調整する。このように、「前方を見る」のタイプは提供される。図14を参照して記載されるように、一旦コントローラフィードバックおよびコントローラスクリーンが表示されると、オペレータは好ましくは、サイクルスタートボタン(例えばボタン1404にみえる)を選択し、ジェット装置が加工中のピースを実際的にカットし始めるようにする。図22は、Dynamic Waterjet Control Systemによってカッティングサイクルの開始を実行されるステップの例示的フローチャートである。ステップ2201において、DWCSはコントローラ(例えば、コントローラコンピュータあるいはカード)に運動プログラムをダウンロードする。ステップ2202において、DWCSはコントローラにコントローラが運動プログラムを実行開始すべきであり、その後戻るべきであることを示す命令を送る。コントローラが運動プログラムを介して前進するにつれて、全てのアングルおよび速度がスムースに移行される。
In the other embodiment of FIG. 21, the DWCS does not perform one or more of the design (step 2101) partitioning steps or other steps that specify velocity and angle values for geometry sub-entities. Instead, the variable model is downloaded to its own controller. As the controller performs the xy path of drawing, the controller examines models built inside, such as velocity and acceleration models and corner models, to detect new geometric entities and determine the next velocity when encountered. .
The controller also dynamically adjusts the cutting head lead and taper in response to velocity feedback for the current position and the next position by determining appropriate values from the built-in lead and taper model. Thus, a “look forward” type is provided. As described with reference to FIG. 14, once the controller feedback and controller screen are displayed, the operator preferably selects a cycle start button (eg, visible on button 1404) and the jet device is processing the piece being processed. To actually start cutting. FIG. 22 is an exemplary flowchart of the steps performed by the Dynamic Waterjet Control System to initiate the cutting cycle. In step 2201, the DWCS downloads the exercise program to a controller (eg, controller computer or card). In step 2202, the DWCS sends a command to the controller indicating that the controller should start executing the exercise program and then return. As the controller advances through the motion program, all angles and velocities are transitioned smoothly.

本発明の特定の、あるいは例示的実施形態は説明する目的で本明細書中で説明されるが、本発明はこれらの実施形態に制限されることは意図しない。本発明の意図内の同等の方法、構造、プロセス、ステップならびに他の修正は、本発明の範囲内にある。例えば、本発明の本明細書中に提供された教示は、一部または全体入力システム、コントローラに内蔵された自動化および制御ロジック、あるいはカッティングヘッドの異なる軸を有するシステム等の流体ジェットシステムの他の配置に適用され得る。さらに、教示は他のタイプのモデリングまたは速度以外のプロセスパラメータに基づくモデルに適用され得る。さらに、教示は、代替的なコントローラ配置に適用され得る。代替的なコントローラ配置は、ワイヤレス、ネットワーク型あるいは任意のタイプの通信チャンネルを介してジェット装置に接続されたデバイスのようなリモート制御デバイスに常駐する。これらおよび他の変更は、詳細な上記に明らかであるように本発明になされ得る。従って、本発明は本開示によって限定されないが、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。   Although specific or exemplary embodiments of the invention are described herein for purposes of illustration, the invention is not intended to be limited to these embodiments. Equivalent methods, structures, processes, steps and other modifications within the spirit of the invention are within the scope of the invention. For example, the teachings provided herein of the present invention include other or other input systems, automation and control logic built into the controller, or other fluid jet systems such as systems with different axes of the cutting head. Can be applied to placement. Further, the teachings can be applied to other types of modeling or models based on process parameters other than speed. Further, the teachings can be applied to alternative controller arrangements. Alternative controller arrangements reside on a remote control device, such as a device connected to the jet device via a wireless, networked or any type of communication channel. These and other changes can be made to the invention as will be apparent from the above. Accordingly, the invention is not limited by the disclosure, but the scope of the invention is determined by the following claims.

図1は、テーパーの例を示す。FIG. 1 shows an example of a taper. 図2は、トレイルバックの例を示す。FIG. 2 shows an example of trailback. 図3は、Dynamic Waterjet Control Systemを利用してターゲットピースを生成することを示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating the generation of a target piece using the Dynamic Waterjet Control System. 図4は、Dynamic Waterjet Control Systemの例示的な実施形態のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of an exemplary embodiment of the Dynamic Waterjet Control System. 図5は、ターゲットピースをカットするDynamic Waterjet Control Systemの例示的な実施形態により実行されるステップの例示的なフローチャートである。FIG. 5 is an exemplary flowchart of the steps performed by the exemplary embodiment of the Dynamic Waterjet Control System for cutting a target piece. 図6は、例示的なDynamic Waterjet Control System CADモジュールのユーザインターフェースの例示的な画面表示の例である。FIG. 6 is an exemplary screen display example of the user interface of an exemplary Dynamic Waterjet Control System CAD module. 図7は、例示的なDynamic Waterjet Control Systemカッティングモジュールユーザインターフェースの導入のダイアログの例示的な画面表示である。FIG. 7 is an exemplary screen display of an introduction dialog for an exemplary Dynamic Waterjet Control System cutting module user interface. 図8は、例示的なDynamic Waterjet Control Systemカッティングモジュールユーザインターフェースのセットアップダイアログの例示的な画面表示である。FIG. 8 is an exemplary screen display of a setup dialog of an exemplary Dynamic Waterjet Control System cutting module user interface. 図9は、例示的なDynamic Waterjet Control Systemカッティングモジュールユーザインターフェースの進歩したセットアップダイアログの例示的な画面表示である。FIG. 9 is an exemplary screen display of an advanced setup dialog of an exemplary Dynamic Waterjet Control System cutting module user interface. 図10は、モデルセットアップダイアログのアプライモデルダイアログの例示的な画面表示である。FIG. 10 is an exemplary screen display of the apply model dialog of the model setup dialog. 図11は、モデルセットアップダイアログの選択モデルダイアログの例示的な画面表示である。FIG. 11 is an exemplary screen display of the selected model dialog of the model setup dialog. 図12は、モデルセットアップダイアログのカスタムコーナー編集モデルダイアログの例示的な画面表示である。FIG. 12 is an exemplary screen display of the custom corner edit model dialog of the model setup dialog. 図13は、モデルセットアップダイアログのカスタムリードおよびテーパーダイアログの例示的な画面表示である。FIG. 13 is an exemplary screen display of the custom lead and taper dialog of the model setup dialog. 図14は、例示的なDynamic Waterjet Control Systemカッティングモジュールユーザインターフェースのジェットコントローラフィードバックおよび制御ダイアログの例示的な画面表示である。FIG. 14 is an exemplary screen display of an exemplary Dynamic Waterjet Control System cutting module user interface jet controller feedback and control dialog. 図15は、経路に対するジェットツールチップの現在位置のx,y位置を示す例示的な画面表示である。FIG. 15 is an exemplary screen display showing the x, y position of the current position of the jet tooltip relative to the path. 図16は、カッティングヘッドのスタンドオフ補償値を示す例示的なスクリーン画面表示である。FIG. 16 is an exemplary screen display showing the standoff compensation value of the cutting head. 図17は、カッティングヘッドのリードおよびテーパー補償値を示す例示的な画面表示を示す。FIG. 17 shows an exemplary screen display showing cutting head lead and taper compensation values. 図18は、Dynamic Waterjet Control Systemの実際の実施形態の汎用型コンピュータシステムのブロック図である。FIG. 18 is a block diagram of a general purpose computer system of an actual embodiment of the Dynamic Waterjet Control System. 図19は、Dynamic Waterjet Control Systemは、方位およびカッティングプロセスパラメータの判定を自動化する方法を示すために用いられた、例示的なターゲットピース設計である。FIG. 19 is an exemplary target piece design that was used to illustrate how the Dynamic Waterjet Control System automates the determination of orientation and cutting process parameters. 図20は、Dynamic Waterjet Control Systemの自動化された方位パラメータ判定プロセスの例示的なフローチャートである。FIG. 20 is an exemplary flowchart of a dynamic waterjet control system automated orientation parameter determination process. 図21は、運動プログラムデータ構造を構築するDynamic Waterjet Control Systemによって実行されるステップの例示的なフローチャートである。FIG. 21 is an exemplary flowchart of the steps performed by the Dynamic Waterjet Control System that builds the exercise program data structure. 図22は、カッティングサイクルを開始するDynamic Waterjet Control Systemによって実行されるステップの例示的なフローチャートである。FIG. 22 is an exemplary flowchart of the steps performed by the Dynamic Waterjet Control System that initiates a cutting cycle.

Claims (56)

コンピュータシステムにおいて、運動の命令を自動的に決定および生成す方法であって、該運動の命令は、望ましくないテーパおよび望ましくないトレイルバックのうちの少なくとも1つを最小化し、該運動の命令は流体ジェット装置のカッティングヘッドの運動および方位を制御することにより、材料からターゲットピースを生成し、
該方法は、
該ターゲットピースの幾何学的形状を構成する複数のセグメントの各々に対して、
該セグメントをカットすることと関連付けられたプロセスパラメータの指示を受信することであって、該プロセスパラメータは、値を有しており、該セグメントのうちの少なくとも2つは、異なるプロセスパラメータの値と関連付けられている、ことと、
該セグメントをカットすることと関連付けられた該指示されたプロセスパラメータに基づいて、予測モデルを用いることによって、該材料に対する該カッティングヘッドの対応する角度調整を自動的に決定することであって、該予測モデルは、リード角またはテーパ角のうちの少なくとも1つを該プロセスパラメータの関数としてモデル化する、ことと、
該決定された対応する角度調整に沿って該カッティングヘッドの所望の運動を指示する運動命令を自動的に生成および格納することと、
該運動命令にしたがって、該流体ジェット装置の該カッティングヘッドの運動および方位を自動的に制御することにより、該ターゲットピースを生成することと
を包含する、方法。
In a computer system, a automatically determine and generate to that method the instructions of motion, the movement of the instruction is to minimize at least one of no unwanted taper and preferably trailback, the movement of the instruction By generating the target piece from the material by controlling the movement and orientation of the cutting head of the fluid jet device,
The method
For each of a plurality of segments constituting the geometric shape of the target piece,
Receiving an indication of a process parameter associated with cutting the segment, wherein the process parameter has a value and at least two of the segments have different process parameter values and Associated with that,
Automatically determining a corresponding angular adjustment of the cutting head relative to the material by using a predictive model based on the indicated process parameters associated with cutting the segment, The predictive model models at least one of a lead angle or a taper angle as a function of the process parameter;
Automatically generating and storing movement instructions indicating a desired movement of the cutting head along with the determined corresponding angular adjustment;
Generating the target piece by automatically controlling movement and orientation of the cutting head of the fluid jet device in accordance with the movement command.
前記プロセスパラメータは、前記カッティングヘッドの運動の速度である、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the process parameter is a speed of movement of the cutting head. 前記プロセスパラメータは、前記流体ジェット装置の研磨流体流速、該流体ジェット装置のノズルオリフィス径、該流体ジェット装置のミキシングチューブ径、該流体ジェット装置のミキシングチューブ長、該流体ジェット装置の流体圧、材料の厚さ、またはカットされる材料のタイプのうちの少なくとも1つである、請求項1に記載の方法。 The process parameters, polishing fluid flow rate of the fluid jet device, a nozzle orifice diameter of the fluid jet apparatus, the mixing tube diameter of the fluid jet apparatus, the mixing tube length of the fluid jet device, the fluid pressure of the fluid jet device, material thick, or is at least one of the type of the material to be cut, the method according to claim 1. 前記予測モデルは、リード角またはテーパ角のうちの少なくとも1つを前記カッティングヘッドの運動の速度の関数としてモデル化する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the predictive model models at least one of a lead angle or a taper angle as a function of the speed of movement of the cutting head. 前記予測モデルは、リード角またはテーパ角のうちの少なくとも1つを前記カッティングヘッドの運動の加速度の値の関数としてモデル化する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the predictive model models at least one of a lead angle or a taper angle as a function of a value of acceleration of movement of the cutting head. 前記予測モデルは、リード角またはテーパ角のうちの少なくとも1つを前記カッティングヘッドの運動の減速度の値の関数としてモデル化する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the predictive model models at least one of a lead angle or a taper angle as a function of a value of a deceleration of movement of the cutting head. セグメントと関連付けられた前記指示されたプロセスパラメータに基づいて、前記材料に対する前記カッティングヘッドの対応する角度調整を自動的に決定することは、各セグメントの各終点において実行される、請求項1に記載の方法。 The automatic determination of the corresponding angular adjustment of the cutting head relative to the material based on the indicated process parameters associated with a segment is performed at each end point of each segment. the method of. 前記材料に対する前記カッティングヘッドの対応する角度調整を自動的に決定することは、1つのセグメントから次のセグメントまでの前記カッティングヘッドの運動の遷移の速度を考慮する、請求項7に記載の方法。 The method of claim 7, wherein automatically determining a corresponding angular adjustment of the cutting head relative to the material takes into account the speed of transition of the cutting head motion from one segment to the next. 前記流体ジェット装置の前記カッティングヘッドのモータ運動を制御するデバイスによって実行される前記格納された運動命令を転送し、前記ターゲットピースをカッティングすること
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
The method of claim 1, further comprising: transferring the stored motion command executed by a device that controls motor motion of the cutting head of the fluid jet apparatus and cutting the target piece.
前記材料に対する前記カッティングヘッドの対応する角度調整を自動的に決定することは、リード角補償値またはテーパ角補償値のうちの少なくとも1つを決定する、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein automatically determining a corresponding angular adjustment of the cutting head to the material determines at least one of a lead angle compensation value or a taper angle compensation value. 前記運動命令は、運動プログラムのデータ構造に格納される、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the exercise instructions are stored in an exercise program data structure. 前記運動命令を格納することは、所望の経路に沿って前記カッティングヘッドを前進させるモータ結合位置を決定するための方程式を指示する複数のコマンドシーケンスを格納し、前記カッティングヘッドを制御することを含む、請求項1に記載の方法。 Storing the motion command includes storing a plurality of command sequences indicating an equation for determining a motor coupling position that advances the cutting head along a desired path, and controlling the cutting head. The method of claim 1. 前記予測モデルは、コードを含むライブラリ、多項式、または離散値を格納しているルックアップテーブルのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the prediction model comprises at least one of a library containing codes, a polynomial, or a lookup table storing discrete values. 運動命令を自動的に生成および格納することは、前記カッティングヘッドが前記ターゲットピースをカットするように動いている間に、ルックアヘッド手順を用いて実行され
該ルックアヘッド手順は、該カッティングヘッドを動的に調整する、請求項1に記載の方法。
Automatic generation and storage of motion commands is performed using a look-ahead procedure while the cutting head is moving to cut the target piece ,
The method of claim 1, wherein the look-ahead procedure dynamically adjusts the cutting head .
前記プロセスパラメータの前記指示を受信し、前記材料に対する前記カッティングヘッドの前記対応する角度調整を自動的に決定することは、
前記カッティングヘッドの現在の位置に対する速度のフィードバックと、該カッティングヘッドの次の位置とに応答して、前記予測モデルから該角度調整に対する適切な値を決定すること
を含む、請求項14に記載の方法。
Receiving the indication of the process parameter and automatically determining the corresponding angular adjustment of the cutting head relative to the material ;
The method of claim 14, comprising: determining an appropriate value for the angular adjustment from the predictive model in response to velocity feedback for a current position of the cutting head and a next position of the cutting head. Method.
運動の命令を自動的に決定および生成するようにコンピュータプロセッサを制御する命令を含むコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、該運動の命令は、望ましくないテーパおよび望ましくないトレイルバックのうちの少なくとも1つを最小化し、該運動の命令は流体ジェット装置のカッティングヘッドの運動および方位を制御することにより、材料からターゲットピースを生成し、
該コンピュータプロセッサを制御することは、
該ターゲットピースの幾何学的形状を構成する複数のセグメントの各々に対して、
該セグメントをカットすることと関連付けられたプロセスパラメータの指示を受信することであって、該セグメントのうちの少なくとも2つは、該プロセスパラメータの異なる値を有する、ことと、
該セグメントをカットすることと関連付けられた該指示されたプロセスパラメータに基づいて、予測モデルを用いることによって、該材料に対する該カッティングヘッドの対応する角度調整を自動的に決定することであって、該予測モデルは、リード角またはテーパ角のうちの少なくとも1つを該プロセスパラメータの関数として自動的に決定する、ことと、
該決定された対応する角度調整に沿って該カッティングヘッドの所望の運動を指示する運動命令を自動的に生成および格納することと、
該運動命令にしたがって、該流体ジェット装置の該カッティングヘッドの運動および方位を自動的に制御することにより、該ターゲットピースを生成することと
によって行われる、記憶媒体。
A computer readable storage medium comprising instructions for controlling a computer processor to automatically determine and generate movement instructions, the movement instructions comprising at least one of an undesirable taper and an undesirable trailback. The movement command generates a target piece from the material by controlling the movement and orientation of the cutting head of the fluid jet device,
Controlling the computer processor includes
For each of a plurality of segments constituting the geometric shape of the target piece,
Receiving an indication of a process parameter associated with cutting the segment, wherein at least two of the segments have different values of the process parameter;
Automatically determining a corresponding angular adjustment of the cutting head relative to the material by using a predictive model based on the indicated process parameters associated with cutting the segment, The predictive model automatically determines at least one of a lead angle or a taper angle as a function of the process parameter;
Automatically generating and storing movement instructions indicating a desired movement of the cutting head along with the determined corresponding angular adjustment;
Generating the target piece by automatically controlling movement and orientation of the cutting head of the fluid jet device in accordance with the motion command.
前記プロセスパラメータは、前記カッティングヘッドの運動の速度、前記流体ジェット装置の研磨流体流速、該流体ジェット装置のノズルオリフィス径、該流体ジェット装置のミキシングチューブ径、該流体ジェット装置のミキシングチューブ長、該流体ジェット装置の流体圧、材料の厚さ、またはカットされる材料のタイプのうちの少なくとも1つである、請求項16に記載の記憶媒体。 The process parameters, movement speed of the cutting head, the polishing fluid flow rate of the fluid jet device, a nozzle orifice diameter of the fluid jet apparatus, the mixing tube diameter of the fluid jet apparatus, the mixing tube length of the fluid jet device, said fluid pressure of the fluid jet device, the thickness of the material, or at least one of the type of the material to be cut, the storage medium according to claim 16. 前記予測モデルは、リード角またはテーパ角のうちの少なくとも1つを前記カッティングヘッドの運動の速度、加速度、または減速度のうち少なくとも1つの関数として識別する、請求項16に記載の記憶媒体。   The storage medium of claim 16, wherein the predictive model identifies at least one of a lead angle or a taper angle as a function of at least one of a speed, acceleration, or deceleration of the cutting head motion. セグメントをカットするための前記指示されたプロセスパラメータに基づいて、前記材料に対する前記カッティングヘッドの対応する角度調整を自動的に決定することは、各セグメントの複数の終点において実行される、請求項16に記載の記憶媒体。 Based on the indicated process parameters for cutting a segment, to automatically determine a corresponding angular adjustment of the cutting head relative to the material is performed in a plurality of end points of each segment, according to claim 16 The storage medium described in 1. 前記材料に対する前記カッティングヘッドの対応する角度調整を自動的に決定することは、1つのセグメントから次のセグメントまでの前記カッティングヘッドの運動の遷移の速度を考慮する、請求項19に記載の記憶媒体。 20. The storage medium of claim 19, wherein automatically determining a corresponding angular adjustment of the cutting head relative to the material takes into account the speed of transition of the cutting head motion from one segment to the next. . 前記流体ジェット装置の前記カッティングヘッドのモータ運動を制御するデバイスによって実行される前記格納された運動命令を転送し、前記ターゲットピースをカットすることによって、前記コンピュータプロセッサを制御する命令をさらに含む、請求項16に記載の記憶媒体。   Further comprising instructions for controlling the computer processor by transferring the stored movement instructions executed by a device for controlling motor movement of the cutting head of the fluid jet apparatus and cutting the target piece. Item 17. The storage medium according to Item 16. 前記材料に対する前記カッティングヘッドの対応する角度調整を自動的に決定することは、リード角補償値またはテーパ角補償値のうちの少なくとも1つを決定する、請求項16に記載の記憶媒体。 The storage medium of claim 16, wherein automatically determining a corresponding angular adjustment of the cutting head to the material determines at least one of a lead angle compensation value or a taper angle compensation value. 前記運動命令は、運動プログラムのデータ構造に格納される、請求項16に記載の記憶媒体。   The storage medium according to claim 16, wherein the exercise command is stored in a data structure of an exercise program. 前記格納された運動命令は、所望の経路に沿って前記カッティングヘッドを前進させるモータ結合位置を決定するための方程式を指示する複数のコマンドシーケンスを含み、前記カッティングヘッドを制御する、請求項16に記載の記憶媒体。 17. The stored motion command includes a plurality of command sequences that direct equations for determining a motor coupling position to advance the cutting head along a desired path to control the cutting head. The storage medium described. 前記予測モデルは、コードを含むライブラリ、多項式、または離散値を格納しているルックアップテーブルのうちの少なくとも1つを含む、請求項16に記載の記憶媒体。 The storage medium according to claim 16, wherein the prediction model includes at least one of a library including codes, a polynomial, or a lookup table storing discrete values. 運動命令を自動的に生成および格納することは、前記カッティングヘッドが前記ターゲットピースをカットするように動いている間に、ルックアヘッド手順を用いて実行され
該ルックアヘッド手順は、該カッティングヘッドを動的に調整する、請求項16に記載の記憶媒体。
Automatic generation and storage of motion commands is performed using a look-ahead procedure while the cutting head is moving to cut the target piece ,
The storage medium of claim 16, wherein the look-ahead procedure dynamically adjusts the cutting head .
前記プロセスパラメータの前記指示を受信し、前記材料に対する前記カッティングヘッドの前記対応する角度調整を自動的に決定することは、
前記カッティングヘッドの現在の位置に対する速度のフィードバックと、該カッティングヘッドの次の位置とに応答して、前記予測モデルから該角度調整に対する適切な値を決定すること
を含む、請求項26に記載の記憶媒体。
Receiving the indication of the process parameter and automatically determining the corresponding angular adjustment of the cutting head relative to the material ;
27. determining an appropriate value for the angular adjustment from the predictive model in response to velocity feedback for a current position of the cutting head and a next position of the cutting head. Storage medium.
流体ジェット装置のカッティングヘッドを制御する流体ジェット装置制御システムであって、該カッティングヘッドは、材料をカットするように構成されたジェットストリームを生成し、該カッティングヘッドは、複数の軸を中心として回転し、幾何学的形状にしたがって材料からターゲットピースをカットし、
該システムは、運動プログラム生成器とインターフェースとを備え、
該運動プログラム生成器は、
各セグメントをカットすることと関連付けられたプロセスパラメータにしたがって、該幾何学的形状の複数のセグメントの各々に対する方位値を自動的に決定することであって、少なくとも2つのセグメントは、異なプロセスパラメータの値を有しており、該方位値は、リード角またはテーパ角のうちの少なくとも1つと関連している、ことと、
該運動命令の一部として、該複数のセグメントと関連付けられた該決定された方位値を格納することと
を行うように構成されており、
該インターフェースは、
該格納された運動命令を取り出すことと、
該流体ジェット装置の該カッティングヘッドに、複数の位置値および方位値を伝達し、該複数の軸に対して該カッティングヘッドを配置および方位付けし、該自動的に決定された方位値にしたがって、ターゲットピースをカットする、ことと
を行うように構成されている、システム。
A fluid jet device control system for controlling a cutting head of a fluid jet device, wherein the cutting head generates a jet stream configured to cut material, the cutting head rotating about a plurality of axes Cut the target piece from the material according to the geometric shape ,
The system comprises an exercise program generator and an interface;
The exercise program generator
According to the process parameters associated with cutting the individual segments, the method comprising: automatically determining the orientation values for each of a plurality of segments of該幾what biological shape, at least two segments, different that the process parameters The orientation value is associated with at least one of a lead angle or a taper angle;
Storing the determined bearing value associated with the plurality of segments as part of the motion command;
The interface is
Retrieving the stored motion command;
Transmitting a plurality of position and orientation values to the cutting head of the fluid jet device, positioning and orienting the cutting head relative to the plurality of axes, and according to the automatically determined orientation value; A system that is configured to cut and cut target pieces.
前記方位値は、前記ターゲットピースがカットされるときに、テーパを最小化するように決定されるテーパ角補償値である、請求項28に記載のシステム。 29. The system of claim 28, wherein the orientation value is a taper angle compensation value that is determined to minimize taper when the target piece is cut . 前記方位値は、前記ターゲットピースがカットされるときに、トレイルバックを最小化するように決定されるリード角補償値である、請求項28に記載のシステム。 29. The system of claim 28, wherein the orientation value is a lead angle compensation value that is determined to minimize trailback when the target piece is cut . 前記方位値は、前記カッティングヘッドの傾斜および旋回を制御する、請求項28に記載のシステム。   29. The system of claim 28, wherein the orientation value controls tilting and turning of the cutting head. 前記プロセスパラメータは、各セグメントをカットすることと関連付けられたカッティングヘッドの速度の指示である、請求項28に記載のシステム。 It said process parameter is the speed of the indication of the cutting head associated with the cutting the segments of claim 28 system. 前記プロセスパラメータは、研磨流体流速、ノズルオリフィス径、ミキシングチューブ径、ミキシングチューブ長、流体圧、材料の厚さ、またはカットされる材料のタイプのうちの少なくとも1つの指示である、請求項28に記載のシステム。   29. The process parameter of claim 28, wherein the process parameter is an indication of at least one of polishing fluid flow rate, nozzle orifice diameter, mixing tube diameter, mixing tube length, fluid pressure, material thickness, or type of material to be cut. The described system. 前記カッティングヘッドは、少なくとも5つの軸を中心とする運動によって制御される、請求項28に記載のシステム。   30. The system of claim 28, wherein the cutting head is controlled by movement about at least five axes. 前記流体ジェット装置は、研磨ウォータージェット、高圧流体ジェット、または低圧流体ジェットのうちの少なくとも1つである、請求項28に記載のシステム。   30. The system of claim 28, wherein the fluid jet device is at least one of an abrasive water jet, a high pressure fluid jet, or a low pressure fluid jet. 前記インターフェースおよび前記運動プログラム生成器は、流体ジェット装置のコントローラに組み込まれている、請求項28に記載のシステム。   29. The system of claim 28, wherein the interface and the motion program generator are incorporated into a fluid jet device controller. 前記コントローラは、コンピュータ数値コントローラである、請求項36に記載のシステム。   38. The system of claim 36, wherein the controller is a computer numerical controller. 前記コントローラは、コンピュータシステムである、請求項36に記載のシステム。   40. The system of claim 36, wherein the controller is a computer system. 前記運動プログラム生成器は、予測モデル化コンポーネントを用いることによって、前記幾何学的形状の複数のセグメントの各々に対する方位値を自動的に決定するように構成されている、請求項28に記載のシステム。 30. The system of claim 28, wherein the motion program generator is configured to automatically determine an orientation value for each of a plurality of segments of the geometric shape by using a predictive modeling component. . 前記予測モデル化コンポーネントは、プロセスパラメータに基づいて、リード角またはテーパ角のうちの少なくとも1つを決定する関数を含む、請求項39に記載のシステム。   40. The system of claim 39, wherein the predictive modeling component includes a function that determines at least one of a lead angle or a taper angle based on a process parameter. 前記関数に対する入力は、前記カッティングヘッドの運動の速度、加速度、または減速度のうちの少なくとも1つの値を表す、請求項40に記載のシステム。   41. The system of claim 40, wherein the input to the function represents at least one value of a speed, acceleration, or deceleration of the cutting head motion. 前記予測モデル化コンポーネントは、多項式またはルックアップテーブルのうちの少なくとも1つを含む、請求項39に記載のシステム。 40. The system of claim 39, wherein the predictive modeling component comprises at least one of a polynomial or a lookup table. 流体ジェット装置のカッティングヘッドを制御す制御システムであって、該カッティングヘッドは、ジェットストリームを生成し、該カッティングヘッドは、複数の軸を中心として回転し、ターゲットピースの幾何学的形状にしたがって、材料から該ターゲットピースをカットし、
該システムは、
各セグメントをカットすることと関連付けられたプロセスパラメータにしたがって、該幾何学的形状の複数のセグメントの各々に対する方位値を自動的に決定する手段であって、該プロセスパラメータは、値を有しており、少なくとも2つのセグメントは、異なる関連付けられたプロセスパラメータの値を有しており、該方位値は、該材料に対する該ジェットストリームによって生成されたカットのリード角またはテーパ角のうちの少なくとも1つと関連している、手段と、
格納された運動命令の一部として、該複数のセグメントをカットすることと関連付けられた該決定された方位値を格納する手段と、
該流体ジェット装置の該カッティングヘッドに、複数の位置値および方位値として、該格納された運動命令を伝達し、該複数の軸に対して該カッティングヘッドを配置および方位付けし、該自動的に決定された方位値にしたがって、該ターゲットピースをカットする、手段と
を備える、システム。
A control system that controls the cutting head of a fluid jet apparatus, the cutting head generates a jet stream, the cutting head is rotated about a plurality of axes, according to geometrical shape of the target piece Cut the target piece from the material ,
The system
Means for automatically determining an orientation value for each of a plurality of segments of the geometric shape according to a process parameter associated with cutting each segment , the process parameter having a value The at least two segments have different associated process parameter values, the orientation value being at least one of a lead angle or a taper angle of a cut generated by the jet stream for the material; Related, means,
Means for storing the determined orientation value associated with cutting the plurality of segments as part of a stored motion command;
Transmitting the stored motion commands as a plurality of position and orientation values to the cutting head of the fluid jet device, positioning and orienting the cutting head relative to the plurality of axes, and automatically Means for cutting the target piece according to the determined orientation value.
前記自動的に決定する手段と、前記格納する手段と、前記伝達する手段とは、流体ジェット装置のコントローラに組み込まれている、請求項43に記載のシステム。   44. The system of claim 43, wherein the means for automatically determining, the means for storing, and the means for communicating are incorporated into a controller of a fluid jet device. 前記カッティングヘッドは、少なくとも5つの軸を中心とする運動によって制御される、請求項43に記載のシステム。 44. The system of claim 43, wherein the cutting head is controlled by movement about at least five axes. カッティングの間に流体ジェット装置のカッティングヘッドの方位を自動的に制御することにより、ターゲットピースの受信された幾何学的形状にしたがって、材料から該ターゲットピースを生成する、コンピュータシステムにおける方法であって、
該方法は、
該カッティングヘッドの現在の位置に対する速度のフィードバックを受信することと、
該受信した幾何学的形状に基づいて、該カッティングヘッドの次の位置に対する次の速度を決定することと、
該受信した速度のフィードバックと、該決定された次の速度と、方位角の予測モデルとに基づいて、該カッティングヘッドに対する次の方位角を決定することと、
該決定された次の方位角にしたがって、該カッティングヘッドの該方位を調整することと
を包含し、
該方位角は、該材料に対する生成されたカットのリード角またはテーパ角のうちの1つである、方法。
By automatically controlling the orientation of the cutting head of a fluid jet device during cutting, according to geometrical shapes the received target pieces to produce the target piece of material, a method in a computer system ,
The method
Receiving velocity feedback for the current position of the cutting head;
And that on the basis of the geometric shape of the received, determines the next speed for the next position of the cutting head,
Determining a next azimuth relative to the cutting head based on the received velocity feedback, the determined next velocity, and an azimuth prediction model;
Adjusting the orientation of the cutting head according to the determined next azimuth angle,
The method wherein the azimuth is one of a lead angle or a taper angle of the generated cut for the material .
前記カッティングヘッドに対する前記次の方位角を決定することは、リード角の予測モデルに基づいて、該次の方位角を決定することを含む、請求項46に記載の方法。   47. The method of claim 46, wherein determining the next azimuth with respect to the cutting head includes determining the next azimuth based on a lead angle prediction model. 前記カッティングヘッドに対する前記次の方位角を決定することは、テーパ角の予測モデルに基づいて、該次の方位角を決定することを含む、請求項46に記載の方法。   47. The method of claim 46, wherein determining the next azimuth with respect to the cutting head includes determining the next azimuth based on a predictive model of taper angle. 前記速度のフィードバックを受信することと、前記次の速度を決定することと、前記次の方位角を決定することとは、前記流体ジェット装置の前記カッティングヘッドのコントローラによって実行される、請求項46に記載の方法。   47. Receiving the velocity feedback, determining the next velocity, and determining the next azimuth are performed by a controller of the cutting head of the fluid jet device. The method described in 1. 体ジェット装置のカッティングヘッドの方位を自動的に調整するようにコントローラ内のコンピュータプロセッサを制御することにより、ターゲットピースの受信された幾何学的形状にしたがって、材料から該ターゲットピースを生成するための命令を格納するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
該コンピュータプロセッサを制御することは、
該カッティングヘッドの現在の位置に対する速度のフィードバックを受信することと、
該受信した幾何学的形状に基づいて、該カッティングヘッドの次の位置に対する次の速度を決定することと、
該受信した速度のフィードバックと、該決定された次の速度と、方位角の予測モデルとに基づいて、該カッティングヘッドに対する次の方位角を決定することと、
該決定された次の方位角にしたがって、該カッティングヘッドの該方位を調整することと
によって行われる、記憶媒体。
By controlling the computer processor in the controller to automatically adjust the orientation of the cutting head of the flow body jet apparatus, according to geometrical shapes the received target piece, in order to produce the target piece of material A computer-readable storage medium for storing
Controlling the computer processor includes
Receiving velocity feedback for the current position of the cutting head;
And that on the basis of the geometric shape of the received, determines the next speed for the next position of the cutting head,
Determining a next azimuth relative to the cutting head based on the received velocity feedback, the determined next velocity, and an azimuth prediction model;
Adjusting the orientation of the cutting head according to the determined next azimuth angle.
前記カッティングヘッドに対する前記次の方位角を決定することは、リード角の予測モデルに基づいて、前記次の方位角を決定することを含む、請求項50に記載の記憶媒体。   51. The storage medium of claim 50, wherein determining the next azimuth with respect to the cutting head includes determining the next azimuth based on a lead angle prediction model. 前記カッティングヘッドに対する前記次の方位角を決定することは、テーパ角の予測モデルに基づいて、前記次の方位角を決定することを含む、請求項50に記載の記憶媒体。   51. The storage medium of claim 50, wherein determining the next azimuth angle with respect to the cutting head includes determining the next azimuth angle based on a predictive model of taper angle. 前記速度のフィードバックを受信することと、前記次の速度を決定することと、前記次の方位角を決定することとは、前記流体ジェット装置の前記カッティングヘッドのコントローラによって実行される、請求項50に記載の記憶媒体。   51. Receiving the velocity feedback, determining the next velocity, and determining the next azimuth are performed by a controller of the cutting head of the fluid jet device. The storage medium described in 1. 体ジェット装置のカッティングヘッドの方位を自動的に制御することにより、ターゲットピースの受信された幾何学的形状にしたがって、材料から該ターゲットピースを生成するコントローラであって、
速度モデルおよび加速度モデルと、
予測性のリードモデルおよびテーパモデルと、
該カッティングヘッドの現在の位置に対する速度のフィードバックを受信するように構成されたフィードバック機構と、
ルックアヘッドコンポーネントと
を備え、
該ルックアヘッドコンポーネントは、
該受信された幾何学的形状と、該速度モデルおよび加速度モデルとに基づいて、該カッティングヘッドの次の位置に対する次の速度を決定することと、
該受信された速度のフィードバックと、該決定された次の速度と、該予測のリードモデルおよびテーパモデルとに基づいて、該カッティングヘッドに対する次の方位角を決定することと、
該決定された次の方位角にしたがって、該カッティングヘッドの該方位を調整することと
を行うように構成されている、コントローラ。
By automatically controlling the orientation of the cutting head of the flow body jet apparatus, according to geometrical shapes the received target piece, a controller to generate the target piece of material,
A velocity model and an acceleration model;
Predictive lead and taper models;
A feedback mechanism configured to receive velocity feedback for the current position of the cutting head;
With a look ahead component and
The look ahead component is:
And determining the geometric shape which is the received, based on the the speed model and acceleration model, the next speed for the next position of the cutting head,
Determining a next azimuth relative to the cutting head based on the received velocity feedback, the determined next velocity, and the predicted lead and taper models;
Adjusting the orientation of the cutting head in accordance with the determined next azimuth angle.
前記決定された次の方位角は、リード角値を示す、請求項54に記載のコントローラ。   55. The controller of claim 54, wherein the determined next azimuth angle indicates a lead angle value. 前記決定された次の方位角は、テーパ角値を示す、請求項54に記載のコントローラ。   55. The controller of claim 54, wherein the determined next azimuth angle indicates a taper angle value.
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